OSDN Git Service

2006-11-22 Antony King <anthony.king@st.com>
[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   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       && ! EXPR_HAS_LOCATION (expr)
646       && TREE_SIDE_EFFECTS (expr)
647       && TREE_CODE (expr) != LABEL_EXPR)
648     SET_EXPR_LOCATION (expr, EXPR_LOCATION (stmt));
649
650   switch (TREE_CODE (stmt))
651     {
652     case RETURN_EXPR:
653       op = TREE_OPERAND (stmt, 0);
654       if (TREE_CODE (op) != MODIFY_EXPR)
655         {
656           TREE_OPERAND (stmt, 0) = expr;
657           break;
658         }
659       stmt = op;
660       /* FALLTHRU */
661
662     case MODIFY_EXPR:
663       op = TREE_OPERAND (stmt, 1);
664       if (TREE_CODE (op) == WITH_SIZE_EXPR)
665         stmt = op;
666       TREE_OPERAND (stmt, 1) = expr;
667       break;
668
669     case COND_EXPR:
670       if (!is_gimple_condexpr (expr))
671         return false;
672       COND_EXPR_COND (stmt) = expr;
673       break;
674     case SWITCH_EXPR:
675       SWITCH_COND (stmt) = expr;
676       break;
677     case GOTO_EXPR:
678       GOTO_DESTINATION (stmt) = expr;
679       break;
680     case LABEL_EXPR:
681       LABEL_EXPR_LABEL (stmt) = expr;
682       break;
683
684     default:
685       /* Replace the whole statement with EXPR.  If EXPR has no side
686          effects, then replace *STMT_P with an empty statement.  */
687       ann = stmt_ann (stmt);
688       *stmt_p = TREE_SIDE_EFFECTS (expr) ? expr : build_empty_stmt ();
689       (*stmt_p)->common.ann = (tree_ann_t) ann;
690
691       if (in_ssa_p
692           && TREE_SIDE_EFFECTS (expr))
693         {
694           /* Fix all the SSA_NAMEs created by *STMT_P to point to its new
695              replacement.  */
696           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_DEFS)
697             {
698               if (TREE_CODE (var) == SSA_NAME)
699                 SSA_NAME_DEF_STMT (var) = *stmt_p;
700             }
701         }
702       break;
703     }
704
705   return true;
706 }
707
708
709 /* Entry point to the propagation engine.
710
711    VISIT_STMT is called for every statement visited.
712    VISIT_PHI is called for every PHI node visited.  */
713
714 void
715 ssa_propagate (ssa_prop_visit_stmt_fn visit_stmt,
716                ssa_prop_visit_phi_fn visit_phi)
717 {
718   ssa_prop_visit_stmt = visit_stmt;
719   ssa_prop_visit_phi = visit_phi;
720
721   ssa_prop_init ();
722
723   /* Iterate until the worklists are empty.  */
724   while (!cfg_blocks_empty_p () 
725          || VEC_length (tree, interesting_ssa_edges) > 0
726          || VEC_length (tree, varying_ssa_edges) > 0)
727     {
728       if (!cfg_blocks_empty_p ())
729         {
730           /* Pull the next block to simulate off the worklist.  */
731           basic_block dest_block = cfg_blocks_get ();
732           simulate_block (dest_block);
733         }
734
735       /* In order to move things to varying as quickly as
736          possible,process the VARYING_SSA_EDGES worklist first.  */
737       process_ssa_edge_worklist (&varying_ssa_edges);
738
739       /* Now process the INTERESTING_SSA_EDGES worklist.  */
740       process_ssa_edge_worklist (&interesting_ssa_edges);
741     }
742
743   ssa_prop_fini ();
744 }
745
746
747 /* Return the first V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operand for STMT.  */
748
749 tree
750 first_vdef (tree stmt)
751 {
752   ssa_op_iter iter;
753   tree op;
754
755   /* Simply return the first operand we arrive at.  */
756   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
757     return (op);
758
759   gcc_unreachable ();
760 }
761
762
763 /* Return true if STMT is of the form 'LHS = mem_ref', where 'mem_ref'
764    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
765    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
766    because they are not interesting for the optimizers.  */
767
768 bool
769 stmt_makes_single_load (tree stmt)
770 {
771   tree rhs;
772
773   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
774     return false;
775
776   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VUSE))
777     return false;
778
779   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
780   STRIP_NOPS (rhs);
781
782   return (!TREE_THIS_VOLATILE (rhs)
783           && (DECL_P (rhs)
784               || REFERENCE_CLASS_P (rhs)));
785 }
786
787
788 /* Return true if STMT is of the form 'mem_ref = RHS', where 'mem_ref'
789    is a non-volatile pointer dereference, a structure reference or a
790    reference to a single _DECL.  Ignore volatile memory references
791    because they are not interesting for the optimizers.  */
792
793 bool
794 stmt_makes_single_store (tree stmt)
795 {
796   tree lhs;
797
798   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
799     return false;
800
801   if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VMAYDEF|SSA_OP_VMUSTDEF))
802     return false;
803
804   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
805   STRIP_NOPS (lhs);
806
807   return (!TREE_THIS_VOLATILE (lhs)
808           && (DECL_P (lhs)
809               || REFERENCE_CLASS_P (lhs)));
810 }
811
812
813 /* If STMT makes a single memory load and all the virtual use operands
814    have the same value in array VALUES, return it.  Otherwise, return
815    NULL.  */
816
817 prop_value_t *
818 get_value_loaded_by (tree stmt, prop_value_t *values)
819 {
820   ssa_op_iter i;
821   tree vuse;
822   prop_value_t *prev_val = NULL;
823   prop_value_t *val = NULL;
824
825   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vuse, stmt, i, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
826     {
827       val = &values[SSA_NAME_VERSION (vuse)];
828       if (prev_val && prev_val->value != val->value)
829         return NULL;
830       prev_val = val;
831     }
832
833   return val;
834 }
835
836
837 /* Propagation statistics.  */
838 struct prop_stats_d
839 {
840   long num_const_prop;
841   long num_copy_prop;
842   long num_pred_folded;
843 };
844
845 static struct prop_stats_d prop_stats;
846
847 /* Replace USE references in statement STMT with the values stored in
848    PROP_VALUE. Return true if at least one reference was replaced.  If
849    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
850    constant was replaced.  */
851
852 bool
853 replace_uses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
854                  prop_value_t *prop_value)
855 {
856   bool replaced = false;
857   use_operand_p use;
858   ssa_op_iter iter;
859
860   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use, stmt, iter, SSA_OP_USE)
861     {
862       tree tuse = USE_FROM_PTR (use);
863       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (tuse)].value;
864
865       if (val == tuse || val == NULL_TREE)
866         continue;
867
868       if (TREE_CODE (stmt) == ASM_EXPR
869           && !may_propagate_copy_into_asm (tuse))
870         continue;
871
872       if (!may_propagate_copy (tuse, val))
873         continue;
874
875       if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
876         prop_stats.num_const_prop++;
877       else
878         prop_stats.num_copy_prop++;
879
880       propagate_value (use, val);
881
882       replaced = true;
883       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (tuse)) && replaced_addresses_p)
884         *replaced_addresses_p = true;
885     }
886
887   return replaced;
888 }
889
890
891 /* Replace the VUSE references in statement STMT with the values
892    stored in PROP_VALUE.  Return true if a reference was replaced.  If
893    REPLACED_ADDRESSES_P is given, it will be set to true if an address
894    constant was replaced.
895
896    Replacing VUSE operands is slightly more complex than replacing
897    regular USEs.  We are only interested in two types of replacements
898    here:
899    
900    1- If the value to be replaced is a constant or an SSA name for a
901       GIMPLE register, then we are making a copy/constant propagation
902       from a memory store.  For instance,
903
904         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
905         a.b = x_1;
906         ...
907         # VUSE <a_3>
908         y_4 = a.b;
909
910       This replacement is only possible iff STMT is an assignment
911       whose RHS is identical to the LHS of the statement that created
912       the VUSE(s) that we are replacing.  Otherwise, we may do the
913       wrong replacement:
914
915         # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
916         # b_5 = V_MAY_DEF <b_4>
917         *p = 10;
918         ...
919         # VUSE <b_5>
920         x_8 = b;
921
922       Even though 'b_5' acquires the value '10' during propagation,
923       there is no way for the propagator to tell whether the
924       replacement is correct in every reached use, because values are
925       computed at definition sites.  Therefore, when doing final
926       substitution of propagated values, we have to check each use
927       site.  Since the RHS of STMT ('b') is different from the LHS of
928       the originating statement ('*p'), we cannot replace 'b' with
929       '10'.
930
931       Similarly, when merging values from PHI node arguments,
932       propagators need to take care not to merge the same values
933       stored in different locations:
934
935                 if (...)
936                   # a_3 = V_MAY_DEF <a_2>
937                   a.b = 3;
938                 else
939                   # a_4 = V_MAY_DEF <a_2>
940                   a.c = 3;
941                 # a_5 = PHI <a_3, a_4>
942
943       It would be wrong to propagate '3' into 'a_5' because that
944       operation merges two stores to different memory locations.
945
946
947    2- If the value to be replaced is an SSA name for a virtual
948       register, then we simply replace each VUSE operand with its
949       value from PROP_VALUE.  This is the same replacement done by
950       replace_uses_in.  */
951
952 static bool
953 replace_vuses_in (tree stmt, bool *replaced_addresses_p,
954                   prop_value_t *prop_value)
955 {
956   bool replaced = false;
957   ssa_op_iter iter;
958   use_operand_p vuse;
959
960   if (stmt_makes_single_load (stmt))
961     {
962       /* If STMT is an assignment whose RHS is a single memory load,
963          see if we are trying to propagate a constant or a GIMPLE
964          register (case #1 above).  */
965       prop_value_t *val = get_value_loaded_by (stmt, prop_value);
966       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
967
968       if (val
969           && val->value
970           && (is_gimple_reg (val->value)
971               || is_gimple_min_invariant (val->value))
972           && simple_cst_equal (rhs, val->mem_ref) == 1)
973
974         {
975           /* If we are replacing a constant address, inform our
976              caller.  */
977           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME
978               && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
979               && replaced_addresses_p)
980             *replaced_addresses_p = true;
981
982           /* We can only perform the substitution if the load is done
983              from the same memory location as the original store.
984              Since we already know that there are no intervening
985              stores between DEF_STMT and STMT, we only need to check
986              that the RHS of STMT is the same as the memory reference
987              propagated together with the value.  */
988           TREE_OPERAND (stmt, 1) = val->value;
989
990           if (TREE_CODE (val->value) != SSA_NAME)
991             prop_stats.num_const_prop++;
992           else
993             prop_stats.num_copy_prop++;
994
995           /* Since we have replaced the whole RHS of STMT, there
996              is no point in checking the other VUSEs, as they will
997              all have the same value.  */
998           return true;
999         }
1000     }
1001
1002   /* Otherwise, the values for every VUSE operand must be other
1003      SSA_NAMEs that can be propagated into STMT.  */
1004   FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (vuse, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES)
1005     {
1006       tree var = USE_FROM_PTR (vuse);
1007       tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (var)].value;
1008
1009       if (val == NULL_TREE || var == val)
1010         continue;
1011
1012       /* Constants and copies propagated between real and virtual
1013          operands are only possible in the cases handled above.  They
1014          should be ignored in any other context.  */
1015       if (is_gimple_min_invariant (val) || is_gimple_reg (val))
1016         continue;
1017
1018       propagate_value (vuse, val);
1019       prop_stats.num_copy_prop++;
1020       replaced = true;
1021     }
1022
1023   return replaced;
1024 }
1025
1026
1027 /* Replace propagated values into all the arguments for PHI using the
1028    values from PROP_VALUE.  */
1029
1030 static void
1031 replace_phi_args_in (tree phi, prop_value_t *prop_value)
1032 {
1033   int i;
1034   bool replaced = false;
1035   tree prev_phi = NULL;
1036
1037   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1038     prev_phi = unshare_expr (phi);
1039
1040   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
1041     {
1042       tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
1043
1044       if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
1045         {
1046           tree val = prop_value[SSA_NAME_VERSION (arg)].value;
1047
1048           if (val && val != arg && may_propagate_copy (arg, val))
1049             {
1050               if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
1051                 prop_stats.num_const_prop++;
1052               else
1053                 prop_stats.num_copy_prop++;
1054
1055               propagate_value (PHI_ARG_DEF_PTR (phi, i), val);
1056               replaced = true;
1057
1058               /* If we propagated a copy and this argument flows
1059                  through an abnormal edge, update the replacement
1060                  accordingly.  */
1061               if (TREE_CODE (val) == SSA_NAME
1062                   && PHI_ARG_EDGE (phi, i)->flags & EDGE_ABNORMAL)
1063                 SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
1064             }
1065         }
1066     }
1067   
1068   if (replaced && dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1069     {
1070       fprintf (dump_file, "Folded PHI node: ");
1071       print_generic_stmt (dump_file, prev_phi, TDF_SLIM);
1072       fprintf (dump_file, "           into: ");
1073       print_generic_stmt (dump_file, phi, TDF_SLIM);
1074       fprintf (dump_file, "\n");
1075     }
1076 }
1077
1078
1079 /* If STMT has a predicate whose value can be computed using the value
1080    range information computed by VRP, compute its value and return true.
1081    Otherwise, return false.  */
1082
1083 static bool
1084 fold_predicate_in (tree stmt)
1085 {
1086   tree *pred_p = NULL;
1087   bool modify_expr_p = false;
1088   tree val;
1089
1090   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
1091       && COMPARISON_CLASS_P (TREE_OPERAND (stmt, 1)))
1092     {
1093       modify_expr_p = true;
1094       pred_p = &TREE_OPERAND (stmt, 1);
1095     }
1096   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
1097     pred_p = &COND_EXPR_COND (stmt);
1098   else
1099     return false;
1100
1101   val = vrp_evaluate_conditional (*pred_p, true);
1102   if (val)
1103     {
1104       if (modify_expr_p)
1105         val = fold_convert (TREE_TYPE (*pred_p), val);
1106       
1107       if (dump_file)
1108         {
1109           fprintf (dump_file, "Folding predicate ");
1110           print_generic_expr (dump_file, *pred_p, 0);
1111           fprintf (dump_file, " to ");
1112           print_generic_expr (dump_file, val, 0);
1113           fprintf (dump_file, "\n");
1114         }
1115
1116       prop_stats.num_pred_folded++;
1117       *pred_p = val;
1118       return true;
1119     }
1120
1121   return false;
1122 }
1123
1124
1125 /* Perform final substitution and folding of propagated values.
1126
1127    PROP_VALUE[I] contains the single value that should be substituted
1128    at every use of SSA name N_I.  If PROP_VALUE is NULL, no values are
1129    substituted.
1130
1131    If USE_RANGES_P is true, statements that contain predicate
1132    expressions are evaluated with a call to vrp_evaluate_conditional.
1133    This will only give meaningful results when called from tree-vrp.c
1134    (the information used by vrp_evaluate_conditional is built by the
1135    VRP pass).  */
1136
1137 void
1138 substitute_and_fold (prop_value_t *prop_value, bool use_ranges_p)
1139 {
1140   basic_block bb;
1141
1142   if (prop_value == NULL && !use_ranges_p)
1143     return;
1144
1145   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1146     fprintf (dump_file, "\nSubstituing values and folding statements\n\n");
1147
1148   memset (&prop_stats, 0, sizeof (prop_stats));
1149
1150   /* Substitute values in every statement of every basic block.  */
1151   FOR_EACH_BB (bb)
1152     {
1153       block_stmt_iterator i;
1154       tree phi;
1155
1156       /* Propagate known values into PHI nodes.  */
1157       if (prop_value)
1158         for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
1159           replace_phi_args_in (phi, prop_value);
1160
1161       for (i = bsi_start (bb); !bsi_end_p (i); bsi_next (&i))
1162         {
1163           bool replaced_address, did_replace;
1164           tree prev_stmt = NULL;
1165           tree stmt = bsi_stmt (i);
1166
1167           /* Ignore ASSERT_EXPRs.  They are used by VRP to generate
1168              range information for names and they are discarded
1169              afterwards.  */
1170           if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
1171               && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
1172             continue;
1173
1174           /* Replace the statement with its folded version and mark it
1175              folded.  */
1176           did_replace = false;
1177           replaced_address = false;
1178           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1179             prev_stmt = unshare_expr (stmt);
1180
1181           /* If we have range information, see if we can fold
1182              predicate expressions.  */
1183           if (use_ranges_p)
1184             did_replace = fold_predicate_in (stmt);
1185
1186           if (prop_value)
1187             {
1188               /* Only replace real uses if we couldn't fold the
1189                  statement using value range information (value range
1190                  information is not collected on virtuals, so we only
1191                  need to check this for real uses).  */
1192               if (!did_replace)
1193                 did_replace |= replace_uses_in (stmt, &replaced_address,
1194                                                 prop_value);
1195
1196               did_replace |= replace_vuses_in (stmt, &replaced_address,
1197                                                prop_value);
1198             }
1199
1200           /* If we made a replacement, fold and cleanup the statement.  */
1201           if (did_replace)
1202             {
1203               tree old_stmt = stmt;
1204               tree rhs;
1205
1206               fold_stmt (bsi_stmt_ptr (i));
1207               stmt = bsi_stmt (i);
1208
1209               /* If we folded a builtin function, we'll likely
1210                  need to rename VDEFs.  */
1211               mark_new_vars_to_rename (stmt);
1212
1213               /* If we cleaned up EH information from the statement,
1214                  remove EH edges.  */
1215               if (maybe_clean_or_replace_eh_stmt (old_stmt, stmt))
1216                 tree_purge_dead_eh_edges (bb);
1217
1218               rhs = get_rhs (stmt);
1219               if (TREE_CODE (rhs) == ADDR_EXPR)
1220                 recompute_tree_invariant_for_addr_expr (rhs);
1221
1222               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1223                 {
1224                   fprintf (dump_file, "Folded statement: ");
1225                   print_generic_stmt (dump_file, prev_stmt, TDF_SLIM);
1226                   fprintf (dump_file, "            into: ");
1227                   print_generic_stmt (dump_file, stmt, TDF_SLIM);
1228                   fprintf (dump_file, "\n");
1229                 }
1230             }
1231
1232           /* Some statements may be simplified using ranges.  For
1233              example, division may be replaced by shifts, modulo
1234              replaced with bitwise and, etc.   Do this after 
1235              substituting constants, folding, etc so that we're
1236              presented with a fully propagated, canonicalized
1237              statement.  */
1238           if (use_ranges_p)
1239             simplify_stmt_using_ranges (stmt);
1240
1241         }
1242     }
1243
1244   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
1245     {
1246       fprintf (dump_file, "Constants propagated: %6ld\n",
1247                prop_stats.num_const_prop);
1248       fprintf (dump_file, "Copies propagated:    %6ld\n",
1249                prop_stats.num_copy_prop);
1250       fprintf (dump_file, "Predicates folded:    %6ld\n",
1251                prop_stats.num_pred_folded);
1252     }
1253 }
1254
1255 #include "gt-tree-ssa-propagate.h"