OSDN Git Service

865853df1e18ad6f1779ee2dc55b96806e744c3f
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-propagate.c
1 /* Generic SSA value propagation engine.
2    Copyright (C) 2004, 2005 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, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
20    02111-1307, 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 "errors.h"
34 #include "expr.h"
35 #include "function.h"
36 #include "diagnostic.h"
37 #include "timevar.h"
38 #include "tree-dump.h"
39 #include "tree-flow.h"
40 #include "tree-pass.h"
41 #include "tree-ssa-propagate.h"
42 #include "langhooks.h"
43 #include "varray.h"
44 #include "vec.h"
45
46 /* This file implements a generic value propagation engine based on
47    the same propagation used by the SSA-CCP algorithm [1].
48
49    Propagation is performed by simulating the execution of every
50    statement that produces the value being propagated.  Simulation
51    proceeds as follows:
52
53    1- Initially, all edges of the CFG are marked not executable and
54       the CFG worklist is seeded with all the statements in the entry
55       basic block (block 0).
56
57    2- Every statement S is simulated with a call to the call-back
58       function SSA_PROP_VISIT_STMT.  This evaluation may produce 3
59       results:
60
61         SSA_PROP_NOT_INTERESTING: Statement S produces nothing of
62             interest and does not affect any of the work lists.
63
64         SSA_PROP_VARYING: The value produced by S cannot be determined
65             at compile time.  Further simulation of S is not required.
66             If S is a conditional jump, all the outgoing edges for the
67             block are considered executable and added to the work
68             list.
69
70         SSA_PROP_INTERESTING: S produces a value that can be computed
71             at compile time.  Its result can be propagated into the
72             statements that feed from S.  Furthermore, if S is a
73             conditional jump, only the edge known to be taken is added
74             to the work list.  Edges that are known not to execute are
75             never simulated.
76
77    3- PHI nodes are simulated with a call to SSA_PROP_VISIT_PHI.  The
78       return value from SSA_PROP_VISIT_PHI has the same semantics as
79       described in #2.
80
81    4- Three work lists are kept.  Statements are only added to these
82       lists if they produce one of SSA_PROP_INTERESTING or
83       SSA_PROP_VARYING.
84
85         CFG_BLOCKS contains the list of blocks to be simulated.
86             Blocks are added to this list if their incoming edges are
87             found executable.
88
89         VARYING_SSA_EDGES contains the list of statements that feed
90             from statements that produce an SSA_PROP_VARYING result.
91             These are simulated first to speed up processing.
92
93         INTERESTING_SSA_EDGES contains the list of statements that
94             feed from statements that produce an SSA_PROP_INTERESTING
95             result.
96
97    5- Simulation terminates when all three work lists are drained.
98
99    Before calling ssa_propagate, it is important to clear
100    DONT_SIMULATE_AGAIN for all the statements in the program that
101    should be simulated.  This initialization allows an implementation
102    to specify which statements should never be simulated.
103
104    It is also important to compute def-use information before calling
105    ssa_propagate.
106
107    References:
108
109      [1] Constant propagation with conditional branches,
110          Wegman and Zadeck, ACM TOPLAS 13(2):181-210.
111
112      [2] Building an Optimizing Compiler,
113          Robert Morgan, Butterworth-Heinemann, 1998, Section 8.9.
114
115      [3] Advanced Compiler Design and Implementation,
116          Steven Muchnick, Morgan Kaufmann, 1997, Section 12.6  */
117
118 /* Function pointers used to parameterize the propagation engine.  */
119 static ssa_prop_visit_stmt_fn ssa_prop_visit_stmt;
120 static ssa_prop_visit_phi_fn ssa_prop_visit_phi;
121
122 /* Use the TREE_DEPRECATED bitflag to mark statements that have been
123    added to one of the SSA edges worklists.  This flag is used to
124    avoid visiting statements unnecessarily when draining an SSA edge
125    worklist.  If while simulating a basic block, we find a statement with
126    STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST set, we clear it to prevent SSA edge
127    processing from visiting it again.  */
128 #define STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST(T)    TREE_DEPRECATED (T)
129
130 /* A bitmap to keep track of executable blocks in the CFG.  */
131 static sbitmap executable_blocks;
132
133 /* Array of control flow edges on the worklist.  */
134 static GTY(()) varray_type cfg_blocks = NULL;
135
136 static unsigned int cfg_blocks_num = 0;
137 static int cfg_blocks_tail;
138 static int cfg_blocks_head;
139
140 static sbitmap bb_in_list;
141
142 /* Worklist of SSA edges which will need reexamination as their
143    definition has changed.  SSA edges are def-use edges in the SSA
144    web.  For each D-U edge, we store the target statement or PHI node
145    U.  */
146 static GTY(()) VEC(tree,gc) *interesting_ssa_edges;
147
148 /* Identical to INTERESTING_SSA_EDGES.  For performance reasons, the
149    list of SSA edges is split into two.  One contains all SSA edges
150    who need to be reexamined because their lattice value changed to
151    varying (this worklist), and the other contains all other SSA edges
152    to be reexamined (INTERESTING_SSA_EDGES).
153
154    Since most values in the program are VARYING, the ideal situation
155    is to move them to that lattice value as quickly as possible.
156    Thus, it doesn't make sense to process any other type of lattice
157    value until all VARYING values are propagated fully, which is one
158    thing using the VARYING worklist achieves.  In addition, if we
159    don't use a separate worklist for VARYING edges, we end up with
160    situations where lattice values move from
161    UNDEFINED->INTERESTING->VARYING instead of UNDEFINED->VARYING.  */
162 static GTY(()) VEC(tree,gc) *varying_ssa_edges;
163
164
165 /* Return true if the block worklist empty.  */
166
167 static inline bool
168 cfg_blocks_empty_p (void)
169 {
170   return (cfg_blocks_num == 0);
171 }
172
173
174 /* Add a basic block to the worklist.  The block must not be already
175    in the worklist, and it must not be the ENTRY or EXIT block.  */
176
177 static void 
178 cfg_blocks_add (basic_block bb)
179 {
180   gcc_assert (bb != ENTRY_BLOCK_PTR && bb != EXIT_BLOCK_PTR);
181   gcc_assert (!TEST_BIT (bb_in_list, bb->index));
182
183   if (cfg_blocks_empty_p ())
184     {
185       cfg_blocks_tail = cfg_blocks_head = 0;
186       cfg_blocks_num = 1;
187     }
188   else
189     {
190       cfg_blocks_num++;
191       if (cfg_blocks_num > VARRAY_SIZE (cfg_blocks))
192         {
193           /* We have to grow the array now.  Adjust to queue to occupy the
194              full space of the original array.  */
195           cfg_blocks_tail = VARRAY_SIZE (cfg_blocks);
196           cfg_blocks_head = 0;
197           VARRAY_GROW (cfg_blocks, 2 * VARRAY_SIZE (cfg_blocks));
198         }
199       else
200         cfg_blocks_tail = (cfg_blocks_tail + 1) % VARRAY_SIZE (cfg_blocks);
201     }
202
203   VARRAY_BB (cfg_blocks, cfg_blocks_tail) = bb;
204   SET_BIT (bb_in_list, bb->index);
205 }
206
207
208 /* Remove a block from the worklist.  */
209
210 static basic_block
211 cfg_blocks_get (void)
212 {
213   basic_block bb;
214
215   bb = VARRAY_BB (cfg_blocks, cfg_blocks_head);
216
217   gcc_assert (!cfg_blocks_empty_p ());
218   gcc_assert (bb);
219
220   cfg_blocks_head = (cfg_blocks_head + 1) % VARRAY_SIZE (cfg_blocks);
221   --cfg_blocks_num;
222   RESET_BIT (bb_in_list, bb->index);
223
224   return bb;
225 }
226
227
228 /* We have just defined a new value for VAR.  If IS_VARYING is true,
229    add all immediate uses of VAR to VARYING_SSA_EDGES, otherwise add
230    them to INTERESTING_SSA_EDGES.  */
231
232 static void
233 add_ssa_edge (tree var, bool is_varying)
234 {
235   imm_use_iterator iter;
236   use_operand_p use_p;
237
238   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, var)
239     {
240       tree use_stmt = USE_STMT (use_p);
241
242       if (!DONT_SIMULATE_AGAIN (use_stmt)
243           && !STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt))
244         {
245           STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (use_stmt) = 1;
246           if (is_varying)
247             VEC_safe_push (tree, gc, varying_ssa_edges, use_stmt);
248           else
249             VEC_safe_push (tree, gc, interesting_ssa_edges, use_stmt);
250         }
251     }
252 }
253
254
255 /* Add edge E to the control flow worklist.  */
256
257 static void
258 add_control_edge (edge e)
259 {
260   basic_block bb = e->dest;
261   if (bb == EXIT_BLOCK_PTR)
262     return;
263
264   /* If the edge had already been executed, skip it.  */
265   if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
266     return;
267
268   e->flags |= EDGE_EXECUTABLE;
269
270   /* If the block is already in the list, we're done.  */
271   if (TEST_BIT (bb_in_list, bb->index))
272     return;
273
274   cfg_blocks_add (bb);
275
276   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
277     fprintf (dump_file, "Adding Destination of edge (%d -> %d) to worklist\n\n",
278         e->src->index, e->dest->index);
279 }
280
281
282 /* Simulate the execution of STMT and update the work lists accordingly.  */
283
284 static void
285 simulate_stmt (tree stmt)
286 {
287   enum ssa_prop_result val = SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
288   edge taken_edge = NULL;
289   tree output_name = NULL_TREE;
290
291   /* Don't bother visiting statements that are already
292      considered varying by the propagator.  */
293   if (DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt))
294     return;
295
296   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
297     {
298       val = ssa_prop_visit_phi (stmt);
299       output_name = PHI_RESULT (stmt);
300     }
301   else
302     val = ssa_prop_visit_stmt (stmt, &taken_edge, &output_name);
303
304   if (val == SSA_PROP_VARYING)
305     {
306       DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = 1;
307
308       /* If the statement produced a new varying value, add the SSA
309          edges coming out of OUTPUT_NAME.  */
310       if (output_name)
311         add_ssa_edge (output_name, true);
312
313       /* If STMT transfers control out of its basic block, add
314          all outgoing edges to the work list.  */
315       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
316         {
317           edge e;
318           edge_iterator ei;
319           basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
320           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
321             add_control_edge (e);
322         }
323     }
324   else if (val == SSA_PROP_INTERESTING)
325     {
326       /* If the statement produced new value, add the SSA edges coming
327          out of OUTPUT_NAME.  */
328       if (output_name)
329         add_ssa_edge (output_name, false);
330
331       /* If we know which edge is going to be taken out of this block,
332          add it to the CFG work list.  */
333       if (taken_edge)
334         add_control_edge (taken_edge);
335     }
336 }
337
338 /* Process an SSA edge worklist.  WORKLIST is the SSA edge worklist to
339    drain.  This pops statements off the given WORKLIST and processes
340    them until there are no more statements on WORKLIST.
341    We take a pointer to WORKLIST because it may be reallocated when an
342    SSA edge is added to it in simulate_stmt.  */
343
344 static void
345 process_ssa_edge_worklist (VEC(tree,gc) **worklist)
346 {
347   /* Drain the entire worklist.  */
348   while (VEC_length (tree, *worklist) > 0)
349     {
350       basic_block bb;
351
352       /* Pull the statement to simulate off the worklist.  */
353       tree stmt = VEC_pop (tree, *worklist);
354
355       /* If this statement was already visited by simulate_block, then
356          we don't need to visit it again here.  */
357       if (!STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt))
358         continue;
359
360       /* STMT is no longer in a worklist.  */
361       STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt) = 0;
362
363       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
364         {
365           fprintf (dump_file, "\nSimulating statement (from ssa_edges): ");
366           print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
367         }
368
369       bb = bb_for_stmt (stmt);
370
371       /* PHI nodes are always visited, regardless of whether or not
372          the destination block is executable.  Otherwise, visit the
373          statement only if its block is marked executable.  */
374       if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
375           || TEST_BIT (executable_blocks, bb->index))
376         simulate_stmt (stmt);
377     }
378 }
379
380
381 /* Simulate the execution of BLOCK.  Evaluate the statement associated
382    with each variable reference inside the block.  */
383
384 static void
385 simulate_block (basic_block block)
386 {
387   tree phi;
388
389   /* There is nothing to do for the exit block.  */
390   if (block == EXIT_BLOCK_PTR)
391     return;
392
393   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
394     fprintf (dump_file, "\nSimulating block %d\n", block->index);
395
396   /* Always simulate PHI nodes, even if we have simulated this block
397      before.  */
398   for (phi = phi_nodes (block); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
399     simulate_stmt (phi);
400
401   /* If this is the first time we've simulated this block, then we
402      must simulate each of its statements.  */
403   if (!TEST_BIT (executable_blocks, block->index))
404     {
405       block_stmt_iterator j;
406       unsigned int normal_edge_count;
407       edge e, normal_edge;
408       edge_iterator ei;
409
410       /* Note that we have simulated this block.  */
411       SET_BIT (executable_blocks, block->index);
412
413       for (j = bsi_start (block); !bsi_end_p (j); bsi_next (&j))
414         {
415           tree stmt = bsi_stmt (j);
416
417           /* If this statement is already in the worklist then
418              "cancel" it.  The reevaluation implied by the worklist
419              entry will produce the same value we generate here and
420              thus reevaluating it again from the worklist is
421              pointless.  */
422           if (STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt))
423             STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (stmt) = 0;
424
425           simulate_stmt (stmt);
426         }
427
428       /* We can not predict when abnormal edges will be executed, so
429          once a block is considered executable, we consider any
430          outgoing abnormal edges as executable.
431
432          At the same time, if this block has only one successor that is
433          reached by non-abnormal edges, then add that successor to the
434          worklist.  */
435       normal_edge_count = 0;
436       normal_edge = NULL;
437       FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->succs)
438         {
439           if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
440             add_control_edge (e);
441           else
442             {
443               normal_edge_count++;
444               normal_edge = e;
445             }
446         }
447
448       if (normal_edge_count == 1)
449         add_control_edge (normal_edge);
450     }
451 }
452
453
454 /* Initialize local data structures and work lists.  */
455
456 static void
457 ssa_prop_init (void)
458 {
459   edge e;
460   edge_iterator ei;
461   basic_block bb;
462   size_t i;
463
464   /* Worklists of SSA edges.  */
465   interesting_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
466   varying_ssa_edges = VEC_alloc (tree, gc, 20);
467
468   executable_blocks = sbitmap_alloc (last_basic_block);
469   sbitmap_zero (executable_blocks);
470
471   bb_in_list = sbitmap_alloc (last_basic_block);
472   sbitmap_zero (bb_in_list);
473
474   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
475     dump_immediate_uses (dump_file);
476
477   VARRAY_BB_INIT (cfg_blocks, 20, "cfg_blocks");
478
479   /* Initialize the values for every SSA_NAME.  */
480   for (i = 1; i < num_ssa_names; i++)
481     if (ssa_name (i))
482       SSA_NAME_VALUE (ssa_name (i)) = NULL_TREE;
483
484   /* Initially assume that every edge in the CFG is not executable.
485      (including the edges coming out of ENTRY_BLOCK_PTR).  */
486   FOR_ALL_BB (bb)
487     {
488       block_stmt_iterator si;
489
490       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
491         STMT_IN_SSA_EDGE_WORKLIST (bsi_stmt (si)) = 0;
492
493       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
494         e->flags &= ~EDGE_EXECUTABLE;
495     }
496
497   /* Seed the algorithm by adding the successors of the entry block to the
498      edge worklist.  */
499   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
500     add_control_edge (e);
501 }
502
503
504 /* Free allocated storage.  */
505
506 static void
507 ssa_prop_fini (void)
508 {
509   VEC_free (tree, gc, interesting_ssa_edges);
510   VEC_free (tree, gc, varying_ssa_edges);
511   cfg_blocks = NULL;
512   sbitmap_free (bb_in_list);
513   sbitmap_free (executable_blocks);
514 }
515
516
517 /* Get the main expression from statement STMT.  */
518
519 tree
520 get_rhs (tree stmt)
521 {
522   enum tree_code code = TREE_CODE (stmt);
523
524   switch (code)
525     {
526     case RETURN_EXPR:
527       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 0);
528       if (!stmt || TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
529         return stmt;
530       /* FALLTHRU */
531
532     case MODIFY_EXPR:
533       stmt = TREE_OPERAND (stmt, 1);
534       if (TREE_CODE (stmt) == WITH_SIZE_EXPR)
535         return TREE_OPERAND (stmt, 0);
536       else
537         return stmt;
538
539     case COND_EXPR:
540       return COND_EXPR_COND (stmt);
541     case SWITCH_EXPR:
542       return SWITCH_COND (stmt);
543     case GOTO_EXPR:
544       return GOTO_DESTINATION (stmt);
545     case LABEL_EXPR:
546       return LABEL_EXPR_LABEL (stmt);
547
548     default:
549       return stmt;
550     }
551 }
552
553
554 /* Set the main expression of *STMT_P to EXPR.  If EXPR is not a valid
555    GIMPLE expression no changes are done and the function returns
556    false.  */
557
558 bool
559 set_rhs (tree *stmt_p, tree expr)
560 {
561   tree stmt = *stmt_p, op;
562   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
563   stmt_ann_t ann;
564   tree var;
565   ssa_op_iter iter;
566
567   /* Verify the constant folded result is valid gimple.  */
568   if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary)
569     {
570       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0))
571           || !is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 1)))
572         return false;
573     }
574   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
575     {
576       if (!is_gimple_val (TREE_OPERAND (expr, 0)))
577         return false;
578     }
579   else if (code == ADDR_EXPR)
580     {
581       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == ARRAY_REF
582           && !is_gimple_val (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (expr, 0), 1)))
583         return false;
584     }
585   else if (code == COMPOUND_EXPR)
586     return false;
587
588   switch (TREE_CODE (stmt))
589     {
590     case RETURN_EXPR:
591       op = TREE_OPERAND (stmt, 0);
592       if (TREE_CODE (op) != MODIFY_EXPR)
593         {
594           TREE_OPERAND (stmt, 0) = expr;
595           break;
596         }
597       stmt = op;
598       /* FALLTHRU */
599
600     case MODIFY_EXPR:
601       op = TREE_OPERAND (stmt, 1);
602       if (TREE_CODE (op) == WITH_SIZE_EXPR)
603         stmt = op;
604       TREE_OPERAND (stmt, 1) = expr;
605       break;
606
607     case COND_EXPR:
608       COND_EXPR_COND (stmt) = expr;
609       break;
610     case SWITCH_EXPR:
611       SWITCH_COND (stmt) = expr;
612       break;
613     case GOTO_EXPR:
614       GOTO_DESTINATION (stmt) = expr;
615       break;
616     case LABEL_EXPR:
617       LABEL_EXPR_LABEL (stmt) = expr;
618       break;
619
620     default:
621       /* Replace the whole statement with EXPR.  If EXPR has no side
622          effects, then replace *STMT_P with an empty statement.  */
623       ann = stmt_ann (stmt);
624       *stmt_p = TREE_SIDE_EFFECTS (expr) ? expr : build_empty_stmt ();
625       (*stmt_p)->common.ann = (tree_ann_t) ann;
626
627       if (TREE_SIDE_EFFECTS (expr))
628         {
629           /* Fix all the SSA_NAMEs created by *STMT_P to point to its new
630              replacement.  */
631           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
632             {
633               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
634                 SSA_NAME_DEF_STMT (var) = *stmt_p;
635             }
636         }
637       break;
638     }
639
640   return true;
641 }
642
643
644 /* Entry point to the propagation engine.
645
646    VISIT_STMT is called for every statement visited.
647    VISIT_PHI is called for every PHI node visited.  */
648
649 void
650 ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
651                ssa_prop_visit_phi_fn visit_phi)
652 {
653   ssa_prop_visit_stmt = visit_stmt;
654   ssa_prop_visit_phi = visit_phi;
655
656   ssa_prop_init ();
657
658   /* Iterate until the worklists are empty.  */
659   while (!cfg_blocks_empty_p () 
660          || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
661          || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
662     {
663       if (!cfg_blocks_empty_p ())
664         {
665           /* Pull the next block to simulate off the worklist.  */
666           basic_block dest_block = cfg_blocks_get ();
667           simulate_block (dest_block);
668         }
669
670       /* In order to move things to varying as quickly as
671          possible,process the VARYING_SSA_EDGES worklist first.  */
672       process_ssa_edge_worklist (&varying_ssa_edges);
673
674       /* Now process the INTERESTING_SSA_EDGES worklist.  */
675       process_ssa_edge_worklist (&interesting_ssa_edges);
676     }
677
678   ssa_prop_fini ();
679 }
680
681
682 /* Return the first V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operand for STMT.  */
683
684 tree
685 first_vdef (tree stmt)
686 {
687   ssa_op_iter iter;
688   tree op;
689
690   /* Simply return the first operand we arrive at.  */
691   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
692     return (op);
693
694   gcc_unreachable ();
695 }
696
697
698 /* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
699    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
700    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
701    because they are not interesting for the optimizers.  */
702
703 bool
704 stmt_makes_single_load (tree stmt)
705 {
706   tree rhs;
707
708   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
709     return false;
710
711   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VUSE))
712     return false;
713
714   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
715   STRIP_NOPS (rhs);
716
717   return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
718           && (DECL_P (rhs)
719               || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
720 }
721
722
723 /* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
724    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
725    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
726    because they are not interesting for the optimizers.  */
727
728 bool
729 stmt_makes_single_store (tree stmt)
730 {
731   tree lhs;
732
733   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
734     return false;
735
736   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VMUSTDEF))
737     return false;
738
739   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
740   STRIP_NOPS (lhs);
741
742   return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
743           && (DECL_P (lhs)
744               || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
745 }
746
747
748 /* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
749    have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
750    NULL.  */
751
752 prop_value_t *
753 get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
754 {
755   ssa_op_iter i;
756   tree vuse;
757   prop_value_t *prev_val = NULL;
758   prop_value_t *val = NULL;
759
760   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
761     {
762       val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
763       if (prev_val && prev_val->value != val->value)
764         return NULL;
765       prev_val = val;
766     }
767
768   return val;
769 }
770
771
772 /* Propagation statistics.  */
773 struct prop_stats_d
774 {
775   long num_const_prop;
776   long num_copy_prop;
777 };
778
779 static struct prop_stats_d prop_stats;
780
781 /* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
782    PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
783    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
784    constant was replaced.  */
785
786 bool
787 replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
788                  prop_value_t *prop_value)
789 {
790   bool replaced = false;
791   use_operand_p use;
792   ssa_op_iter iter;
793
794   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
795     {
796       tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
797       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
798
799       if (val == tuse || val == NULL_TREE)
800         continue;
801
802       if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
803           && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
804         continue;
805
806       if (!may_propagate_copy (tuse, val))
807         continue;
808
809       if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
810         prop_stats.num_const_prop++;
811       else
812         prop_stats.num_copy_prop++;
813
814       propagate_value (use, val);
815
816       replaced = true;
817       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
818         *replaced_addresses_p = true;
819     }
820
821   return replaced;
822 }
823
824
825 /* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
826    stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
827    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
828    constant was replaced.
829
830    Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
831    regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
832    here:
833    
834    1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
835       GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
836       from a memory store.  For instance,
837
838         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
839         a.b = x_1;
840         ...
841         # VUSE <a_3>
842         y_4 = a.b;
843
844       This replacement is only possible iff STMT is an assignment
845       whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
846       the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
847       wrong replacement:
848
849         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
850         # b_5 = V_MAY_DEF <b_4>
851         *p = 10;
852         ...
853         # VUSE <b_5>
854         x_8 = b;
855
856       Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
857       there is no way for the propagator to tell whether the
858       replacement is correct in every reached use, because values are
859       computed at definition sites.  Therefore, when doing final
860       substitution of propagated values, we have to check each use
861       site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
862       the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
863       '10'.
864
865       Similarly, when merging values from PHI node arguments,
866       propagators need to take care not to merge the same values
867       stored in different locations:
868
869                 if (...)
870                   # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
871                   a.b = 3;
872                 else
873                   # a_4 = V_MAY_DEF <a_2>
874                   a.c = 3;
875                 # a_5 = PHI <a_3, a_4>
876
877       It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
878       operation merges two stores to different memory locations.
879
880
881    2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
882       register, then we simply replace each VUSE operand with its
883       value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
884       replace_uses_in.  */
885
886 static bool
887 replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
888                   prop_value_t *prop_value)
889 {
890   bool replaced = false;
891   ssa_op_iter iter;
892   use_operand_p vuse;
893
894   if (stmt_makes_single_load (stmt))
895     {
896       /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
897          see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
898          register (case #1 above).  */
899       prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
900       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
901
902       if (val
903           && val->value
904           && (is_gimple_reg (val->value)
905               || is_gimple_min_invariant (val->value))
906           && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
907
908         {
909           /* If we are replacing a constant address, inform our
910              caller.  */
911           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
912               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
913               && replaced_addresses_p)
914             *replaced_addresses_p = true;
915
916           /* We can only perform the substitution if the load is done
917              from the same memory location as the original store.
918              Since we already know that there are no intervening
919              stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
920              that the RHS of STMT is the same as the memory reference
921              propagated together with the value.  */
922           TREE_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
923
924           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
925             prop_stats.num_const_prop++;
926           else
927             prop_stats.num_copy_prop++;
928
929           /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
930              is no point in checking the other VUSEs, as they will
931              all have the same value.  */
932           return true;
933         }
934     }
935
936   /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
937      SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
938   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
939     {
940       tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
941       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
942
943       if (val == NULL_TREE || var == val)
944         continue;
945
946       /* Constants and copies propagated between real and virtual
947          operands are only possible in the cases handled above.  They
948          should be ignored in any other context.  */
949       if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
950         continue;
951
952       propagate_value (vuse, val);
953       prop_stats.num_copy_prop++;
954       replaced = true;
955     }
956
957   return replaced;
958 }
959
960
961 /* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
962    values from PROP_VALUE.  */
963
964 static void
965 replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
966 {
967   int i;
968
969   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
970     {
971       tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
972
973       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
974         {
975           tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
976
977           if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
978             {
979               if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
980                 prop_stats.num_const_prop++;
981               else
982                 prop_stats.num_copy_prop++;
983
984               propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
985
986               /* If we propagated a copy and this argument flows
987                  through an abnormal edge, update the replacement
988                  accordingly.  */
989               if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
990                   && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
991                 SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
992             }
993         }
994     }
995 }
996
997
998 /* Perform final substitution and folding of propagated values.  */
999
1000 void
1001 substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value)
1002 {
1003   basic_block bb;
1004
1005   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1006     fprintf (dump_file,
1007              "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
1008
1009   memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
1010
1011   /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
1012   FOR_EACH_BB (bb)
1013     {
1014       block_stmt_iterator i;
1015       tree phi;
1016
1017       /* Propagate our known values into PHI nodes.  */
1018       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1019         {
1020           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1021             {
1022               fprintf (dump_file, "Replaced ");
1023               print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1024             }
1025
1026           replace_phi_args_in (phi, prop_value);
1027
1028           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1029             {
1030               fprintf (dump_file, " with ");
1031               print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1032               fprintf (dump_file, "\n");
1033             }
1034         }
1035
1036       for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
1037         {
1038           bool replaced_address, did_replace;
1039           tree stmt = bsi_stmt (i);
1040
1041           /* Replace the statement with its folded version and mark it
1042              folded.  */
1043           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1044             {
1045               fprintf (dump_file, "Replaced ");
1046               print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1047             }
1048
1049           replaced_address = false;
1050           did_replace = replace_uses_in (stmt, &replaced_address, prop_value);
1051           did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address, prop_value);
1052           if (did_replace)
1053             {
1054               tree old_stmt = stmt;
1055               tree rhs;
1056
1057               fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
1058               stmt = bsi_stmt (i);
1059
1060               /* If we folded a builtin function, we'll likely
1061                  need to rename VDEFs.  */
1062               mark_new_vars_to_rename (stmt);
1063
1064               /* If we cleaned up EH information from the statement,
1065                  remove EH edges.  */
1066               if (maybe_clean_or_replace_eh_stmt (old_stmt, stmt))
1067                 tree_purge_dead_eh_edges (bb);
1068
1069               rhs = get_rhs (stmt);
1070               if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1071                 recompute_tree_invarant_for_addr_expr (rhs);
1072             }
1073
1074           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1075             {
1076               fprintf (dump_file, " with ");
1077               print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1078               fprintf (dump_file, "\n");
1079             }
1080         }
1081     }
1082
1083   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1084     {
1085       fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
1086                prop_stats.num_const_prop);
1087       fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
1088                prop_stats.num_copy_prop);
1089     }
1090 }
1091 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"