OSDN Git Service

2006-06-07 Petr Salinger <Petr.Salinger@seznam.cz>
[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            || code == MODIFY_EXPR)
593     return false;
594
595   switch (TREE_CODE (stmt))
596     {
597     case RETURN_EXPR:
598       op = TREE_OPERAND (stmt, 0);
599       if (TREE_CODE (op) != MODIFY_EXPR)
600         {
601           TREE_OPERAND (stmt, 0) = expr;
602           break;
603         }
604       stmt = op;
605       /* FALLTHRU */
606
607     case MODIFY_EXPR:
608       op = TREE_OPERAND (stmt, 1);
609       if (TREE_CODE (op) == WITH_SIZE_EXPR)
610         stmt = op;
611       TREE_OPERAND (stmt, 1) = expr;
612       break;
613
614     case COND_EXPR:
615       if (!is_gimple_condexpr (expr))
616         return false;
617       COND_EXPR_COND (stmt) = expr;
618       break;
619     case SWITCH_EXPR:
620       SWITCH_COND (stmt) = expr;
621       break;
622     case GOTO_EXPR:
623       GOTO_DESTINATION (stmt) = expr;
624       break;
625     case LABEL_EXPR:
626       LABEL_EXPR_LABEL (stmt) = expr;
627       break;
628
629     default:
630       /* Replace the whole statement with EXPR.  If EXPR has no side
631          effects, then replace *STMT_P with an empty statement.  */
632       ann = stmt_ann (stmt);
633       *stmt_p = TREE_SIDE_EFFECTS (expr) ? expr : build_empty_stmt ();
634       (*stmt_p)->common.ann = (tree_ann_t) ann;
635
636       if (in_ssa_p
637           && TREE_SIDE_EFFECTS (expr))
638         {
639           /* Fix all the SSA_NAMEs created by *STMT_P to point to its new
640              replacement.  */
641           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
642             {
643               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
644                 SSA_NAME_DEF_STMT (var) = *stmt_p;
645             }
646         }
647       break;
648     }
649
650   return true;
651 }
652
653
654 /* Entry point to the propagation engine.
655
656    VISIT_STMT is called for every statement visited.
657    VISIT_PHI is called for every PHI node visited.  */
658
659 void
660 ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
661                ssa_prop_visit_phi_fn visit_phi)
662 {
663   ssa_prop_visit_stmt = visit_stmt;
664   ssa_prop_visit_phi = visit_phi;
665
666   ssa_prop_init ();
667
668   /* Iterate until the worklists are empty.  */
669   while (!cfg_blocks_empty_p () 
670          || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
671          || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
672     {
673       if (!cfg_blocks_empty_p ())
674         {
675           /* Pull the next block to simulate off the worklist.  */
676           basic_block dest_block = cfg_blocks_get ();
677           simulate_block (dest_block);
678         }
679
680       /* In order to move things to varying as quickly as
681          possible,process the VARYING_SSA_EDGES worklist first.  */
682       process_ssa_edge_worklist (&varying_ssa_edges);
683
684       /* Now process the INTERESTING_SSA_EDGES worklist.  */
685       process_ssa_edge_worklist (&interesting_ssa_edges);
686     }
687
688   ssa_prop_fini ();
689 }
690
691
692 /* Return the first V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operand for STMT.  */
693
694 tree
695 first_vdef (tree stmt)
696 {
697   ssa_op_iter iter;
698   tree op;
699
700   /* Simply return the first operand we arrive at.  */
701   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
702     return (op);
703
704   gcc_unreachable ();
705 }
706
707
708 /* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
709    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
710    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
711    because they are not interesting for the optimizers.  */
712
713 bool
714 stmt_makes_single_load (tree stmt)
715 {
716   tree rhs;
717
718   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
719     return false;
720
721   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VUSE))
722     return false;
723
724   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
725   STRIP_NOPS (rhs);
726
727   return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
728           && (DECL_P (rhs)
729               || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
730 }
731
732
733 /* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
734    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
735    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
736    because they are not interesting for the optimizers.  */
737
738 bool
739 stmt_makes_single_store (tree stmt)
740 {
741   tree lhs;
742
743   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
744     return false;
745
746   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VMUSTDEF))
747     return false;
748
749   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
750   STRIP_NOPS (lhs);
751
752   return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
753           && (DECL_P (lhs)
754               || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
755 }
756
757
758 /* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
759    have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
760    NULL.  */
761
762 prop_value_t *
763 get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
764 {
765   ssa_op_iter i;
766   tree vuse;
767   prop_value_t *prev_val = NULL;
768   prop_value_t *val = NULL;
769
770   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
771     {
772       val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
773       if (prev_val && prev_val->value != val->value)
774         return NULL;
775       prev_val = val;
776     }
777
778   return val;
779 }
780
781
782 /* Propagation statistics.  */
783 struct prop_stats_d
784 {
785   long num_const_prop;
786   long num_copy_prop;
787   long num_pred_folded;
788 };
789
790 static struct prop_stats_d prop_stats;
791
792 /* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
793    PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
794    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
795    constant was replaced.  */
796
797 bool
798 replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
799                  prop_value_t *prop_value)
800 {
801   bool replaced = false;
802   use_operand_p use;
803   ssa_op_iter iter;
804
805   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
806     {
807       tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
808       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
809
810       if (val == tuse || val == NULL_TREE)
811         continue;
812
813       if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
814           && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
815         continue;
816
817       if (!may_propagate_copy (tuse, val))
818         continue;
819
820       if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
821         prop_stats.num_const_prop++;
822       else
823         prop_stats.num_copy_prop++;
824
825       propagate_value (use, val);
826
827       replaced = true;
828       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
829         *replaced_addresses_p = true;
830     }
831
832   return replaced;
833 }
834
835
836 /* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
837    stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
838    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
839    constant was replaced.
840
841    Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
842    regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
843    here:
844    
845    1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
846       GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
847       from a memory store.  For instance,
848
849         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
850         a.b = x_1;
851         ...
852         # VUSE <a_3>
853         y_4 = a.b;
854
855       This replacement is only possible iff STMT is an assignment
856       whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
857       the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
858       wrong replacement:
859
860         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
861         # b_5 = V_MAY_DEF <b_4>
862         *p = 10;
863         ...
864         # VUSE <b_5>
865         x_8 = b;
866
867       Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
868       there is no way for the propagator to tell whether the
869       replacement is correct in every reached use, because values are
870       computed at definition sites.  Therefore, when doing final
871       substitution of propagated values, we have to check each use
872       site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
873       the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
874       '10'.
875
876       Similarly, when merging values from PHI node arguments,
877       propagators need to take care not to merge the same values
878       stored in different locations:
879
880                 if (...)
881                   # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
882                   a.b = 3;
883                 else
884                   # a_4 = V_MAY_DEF <a_2>
885                   a.c = 3;
886                 # a_5 = PHI <a_3, a_4>
887
888       It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
889       operation merges two stores to different memory locations.
890
891
892    2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
893       register, then we simply replace each VUSE operand with its
894       value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
895       replace_uses_in.  */
896
897 static bool
898 replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
899                   prop_value_t *prop_value)
900 {
901   bool replaced = false;
902   ssa_op_iter iter;
903   use_operand_p vuse;
904
905   if (stmt_makes_single_load (stmt))
906     {
907       /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
908          see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
909          register (case #1 above).  */
910       prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
911       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
912
913       if (val
914           && val->value
915           && (is_gimple_reg (val->value)
916               || is_gimple_min_invariant (val->value))
917           && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
918
919         {
920           /* If we are replacing a constant address, inform our
921              caller.  */
922           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
923               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
924               && replaced_addresses_p)
925             *replaced_addresses_p = true;
926
927           /* We can only perform the substitution if the load is done
928              from the same memory location as the original store.
929              Since we already know that there are no intervening
930              stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
931              that the RHS of STMT is the same as the memory reference
932              propagated together with the value.  */
933           TREE_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
934
935           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
936             prop_stats.num_const_prop++;
937           else
938             prop_stats.num_copy_prop++;
939
940           /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
941              is no point in checking the other VUSEs, as they will
942              all have the same value.  */
943           return true;
944         }
945     }
946
947   /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
948      SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
949   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
950     {
951       tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
952       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
953
954       if (val == NULL_TREE || var == val)
955         continue;
956
957       /* Constants and copies propagated between real and virtual
958          operands are only possible in the cases handled above.  They
959          should be ignored in any other context.  */
960       if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
961         continue;
962
963       propagate_value (vuse, val);
964       prop_stats.num_copy_prop++;
965       replaced = true;
966     }
967
968   return replaced;
969 }
970
971
972 /* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
973    values from PROP_VALUE.  */
974
975 static void
976 replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
977 {
978   int i;
979   bool replaced = false;
980   tree prev_phi = NULL;
981
982   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
983     prev_phi = unshare_expr (phi);
984
985   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
986     {
987       tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
988
989       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
990         {
991           tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
992
993           if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
994             {
995               if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
996                 prop_stats.num_const_prop++;
997               else
998                 prop_stats.num_copy_prop++;
999
1000               propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
1001               replaced = true;
1002
1003               /* If we propagated a copy and this argument flows
1004                  through an abnormal edge, update the replacement
1005                  accordingly.  */
1006               if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
1007                   && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
1008                 SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
1009             }
1010         }
1011     }
1012   
1013   if (replaced && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1014     {
1015       fprintf (dump_file, "Folded PHI node: ");
1016       print_generic_stmt (dump_file, prev_phi, TDF_SLIM);
1017       fprintf (dump_file, "           into: ");
1018       print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1019       fprintf (dump_file, "\n");
1020     }
1021 }
1022
1023
1024 /* If STMT has a predicate whose value can be computed using the value
1025    range information computed by VRP, compute its value and return true.
1026    Otherwise, return false.  */
1027
1028 static bool
1029 fold_predicate_in (tree stmt)
1030 {
1031   tree *pred_p = NULL;
1032   bool modify_expr_p = false;
1033   tree val;
1034
1035   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
1036       && COMPARISON_CLASS_P (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
1037     {
1038       modify_expr_p = true;
1039       pred_p = &TREE_OPERAND (stmt, 1);
1040     }
1041   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
1042     pred_p = &COND_EXPR_COND (stmt);
1043   else
1044     return false;
1045
1046   val = vrp_evaluate_conditional (*pred_p, true);
1047   if (val)
1048     {
1049       if (modify_expr_p)
1050         val = fold_convert (TREE_TYPE (*pred_p), val);
1051       
1052       if (dump_file)
1053         {
1054           fprintf (dump_file, "Folding predicate ");
1055           print_generic_expr (dump_file, *pred_p, 0);
1056           fprintf (dump_file, " to ");
1057           print_generic_expr (dump_file, val, 0);
1058           fprintf (dump_file, "\n");
1059         }
1060
1061       prop_stats.num_pred_folded++;
1062       *pred_p = val;
1063       return true;
1064     }
1065
1066   return false;
1067 }
1068
1069
1070 /* Perform final substitution and folding of propagated values.
1071
1072    PROP_VALUE[I] contains the single value that should be substituted
1073    at every use of SSA name N_I.  If PROP_VALUE is NULL, no values are
1074    substituted.
1075
1076    If USE_RANGES_P is true, statements that contain predicate
1077    expressions are evaluated with a call to vrp_evaluate_conditional.
1078    This will only give meaningful results when called from tree-vrp.c
1079    (the information used by vrp_evaluate_conditional is built by the
1080    VRP pass).  */
1081
1082 void
1083 substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value, bool use_ranges_p)
1084 {
1085   basic_block bb;
1086
1087   if (prop_value == NULL && !use_ranges_p)
1088     return;
1089
1090   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1091     fprintf (dump_file, "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
1092
1093   memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
1094
1095   /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
1096   FOR_EACH_BB (bb)
1097     {
1098       block_stmt_iterator i;
1099       tree phi;
1100
1101       /* Propagate known values into PHI nodes.  */
1102       if (prop_value)
1103         for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1104           replace_phi_args_in (phi, prop_value);
1105
1106       for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
1107         {
1108           bool replaced_address, did_replace;
1109           tree prev_stmt = NULL;
1110           tree stmt = bsi_stmt (i);
1111
1112           /* Ignore ASSERT_EXPRs.  They are used by VRP to generate
1113              range information for names and they are discarded
1114              afterwards.  */
1115           if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
1116               && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
1117             continue;
1118
1119           /* Replace the statement with its folded version and mark it
1120              folded.  */
1121           did_replace = false;
1122           replaced_address = false;
1123           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1124             prev_stmt = unshare_expr (stmt);
1125
1126           /* If we have range information, see if we can fold
1127              predicate expressions.  */
1128           if (use_ranges_p)
1129             did_replace = fold_predicate_in (stmt);
1130
1131           if (prop_value)
1132             {
1133               /* Only replace real uses if we couldn't fold the
1134                  statement using value range information (value range
1135                  information is not collected on virtuals, so we only
1136                  need to check this for real uses).  */
1137               if (!did_replace)
1138                 did_replace |= replace_uses_in (stmt, &replaced_address,
1139                                                 prop_value);
1140
1141               did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address,
1142                                                prop_value);
1143             }
1144
1145           /* If we made a replacement, fold and cleanup the statement.  */
1146           if (did_replace)
1147             {
1148               tree old_stmt = stmt;
1149               tree rhs;
1150
1151               fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
1152               stmt = bsi_stmt (i);
1153
1154               /* If we folded a builtin function, we'll likely
1155                  need to rename VDEFs.  */
1156               mark_new_vars_to_rename (stmt);
1157
1158               /* If we cleaned up EH information from the statement,
1159                  remove EH edges.  */
1160               if (maybe_clean_or_replace_eh_stmt (old_stmt, stmt))
1161                 tree_purge_dead_eh_edges (bb);
1162
1163               rhs = get_rhs (stmt);
1164               if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1165                 recompute_tree_invariant_for_addr_expr (rhs);
1166
1167               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1168                 {
1169                   fprintf (dump_file, "Folded statement: ");
1170                   print_generic_stmt (dump_file, prev_stmt, TDF_SLIM);
1171                   fprintf (dump_file, "            into: ");
1172                   print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1173                   fprintf (dump_file, "\n");
1174                 }
1175             }
1176
1177           /* Some statements may be simplified using ranges.  For
1178              example, division may be replaced by shifts, modulo
1179              replaced with bitwise and, etc.   Do this after 
1180              substituting constants, folding, etc so that we're
1181              presented with a fully propagated, canonicalized
1182              statement.  */
1183           if (use_ranges_p)
1184             simplify_stmt_using_ranges (stmt);
1185
1186         }
1187     }
1188
1189   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1190     {
1191       fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
1192                prop_stats.num_const_prop);
1193       fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
1194                prop_stats.num_copy_prop);
1195       fprintf (dump_file, "Predicates folded:    %6ld\n",
1196                prop_stats.num_pred_folded);
1197     }
1198 }
1199
1200 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"