OSDN Git Service

2008-12-17 Sebastian Pop <sebastian.pop@amd.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-threadedge.c
1 /* SSA Jump Threading
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Jeff Law  <law@redhat.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "flags.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "ggc.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "cfgloop.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 "domwalk.h"
40 #include "real.h"
41 #include "tree-pass.h"
42 #include "tree-ssa-propagate.h"
43 #include "langhooks.h"
44 #include "params.h"
45
46 /* To avoid code explosion due to jump threading, we limit the
47    number of statements we are going to copy.  This variable
48    holds the number of statements currently seen that we'll have
49    to copy as part of the jump threading process.  */
50 static int stmt_count;
51
52 /* Return TRUE if we may be able to thread an incoming edge into
53    BB to an outgoing edge from BB.  Return FALSE otherwise.  */
54
55 bool
56 potentially_threadable_block (basic_block bb)
57 {
58   gimple_stmt_iterator gsi;
59
60   /* If BB has a single successor or a single predecessor, then
61      there is no threading opportunity.  */
62   if (single_succ_p (bb) || single_pred_p (bb))
63     return false;
64
65   /* If BB does not end with a conditional, switch or computed goto,
66      then there is no threading opportunity.  */
67   gsi = gsi_last_bb (bb);
68   if (gsi_end_p (gsi)
69       || ! gsi_stmt (gsi)
70       || (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) != GIMPLE_COND
71           && gimple_code (gsi_stmt (gsi)) != GIMPLE_GOTO
72           && gimple_code (gsi_stmt (gsi)) != GIMPLE_SWITCH))
73     return false;
74
75   return true;
76 }
77
78 /* Return the LHS of any ASSERT_EXPR where OP appears as the first
79    argument to the ASSERT_EXPR and in which the ASSERT_EXPR dominates
80    BB.  If no such ASSERT_EXPR is found, return OP.  */
81
82 static tree
83 lhs_of_dominating_assert (tree op, basic_block bb, gimple stmt)
84 {
85   imm_use_iterator imm_iter;
86   gimple use_stmt;
87   use_operand_p use_p;
88
89   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, imm_iter, op)
90     {
91       use_stmt = USE_STMT (use_p);
92       if (use_stmt != stmt
93           && gimple_assign_single_p (use_stmt)
94           && TREE_CODE (gimple_assign_rhs1 (use_stmt)) == ASSERT_EXPR
95           && TREE_OPERAND (gimple_assign_rhs1 (use_stmt), 0) == op
96           && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, gimple_bb (use_stmt)))
97         {
98           return gimple_assign_lhs (use_stmt);
99         }
100     }
101   return op;
102 }
103
104 /* We record temporary equivalences created by PHI nodes or
105    statements within the target block.  Doing so allows us to
106    identify more jump threading opportunities, even in blocks
107    with side effects.
108
109    We keep track of those temporary equivalences in a stack
110    structure so that we can unwind them when we're done processing
111    a particular edge.  This routine handles unwinding the data
112    structures.  */
113
114 static void
115 remove_temporary_equivalences (VEC(tree, heap) **stack)
116 {
117   while (VEC_length (tree, *stack) > 0)
118     {
119       tree prev_value, dest;
120
121       dest = VEC_pop (tree, *stack);
122
123       /* A NULL value indicates we should stop unwinding, otherwise
124          pop off the next entry as they're recorded in pairs.  */
125       if (dest == NULL)
126         break;
127
128       prev_value = VEC_pop (tree, *stack);
129       SSA_NAME_VALUE (dest) = prev_value;
130     }
131 }
132
133 /* Record a temporary equivalence, saving enough information so that
134    we can restore the state of recorded equivalences when we're
135    done processing the current edge.  */
136
137 static void
138 record_temporary_equivalence (tree x, tree y, VEC(tree, heap) **stack)
139 {
140   tree prev_x = SSA_NAME_VALUE (x);
141
142   if (TREE_CODE (y) == SSA_NAME)
143     {
144       tree tmp = SSA_NAME_VALUE (y);
145       y = tmp ? tmp : y;
146     }
147
148   SSA_NAME_VALUE (x) = y;
149   VEC_reserve (tree, heap, *stack, 2);
150   VEC_quick_push (tree, *stack, prev_x);
151   VEC_quick_push (tree, *stack, x);
152 }
153
154 /* Record temporary equivalences created by PHIs at the target of the
155    edge E.  Record unwind information for the equivalences onto STACK. 
156
157    If a PHI which prevents threading is encountered, then return FALSE
158    indicating we should not thread this edge, else return TRUE.  */
159
160 static bool
161 record_temporary_equivalences_from_phis (edge e, VEC(tree, heap) **stack)
162 {
163   gimple_stmt_iterator gsi;
164
165   /* Each PHI creates a temporary equivalence, record them.
166      These are context sensitive equivalences and will be removed
167      later.  */
168   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
169     {
170       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
171       tree src = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e);
172       tree dst = gimple_phi_result (phi);
173
174       /* If the desired argument is not the same as this PHI's result 
175          and it is set by a PHI in E->dest, then we can not thread
176          through E->dest.  */
177       if (src != dst
178           && TREE_CODE (src) == SSA_NAME
179           && gimple_code (SSA_NAME_DEF_STMT (src)) == GIMPLE_PHI
180           && gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (src)) == e->dest)
181         return false;
182
183       /* We consider any non-virtual PHI as a statement since it
184          count result in a constant assignment or copy operation.  */
185       if (is_gimple_reg (dst))
186         stmt_count++;
187
188       record_temporary_equivalence (dst, src, stack);
189     }
190   return true;
191 }
192
193 /* Fold the RHS of an assignment statement and return it as a tree.
194    May return NULL_TREE if no simplification is possible.  */
195
196 static tree
197 fold_assignment_stmt (gimple stmt)
198 {
199   enum tree_code subcode = gimple_assign_rhs_code (stmt);
200
201   switch (get_gimple_rhs_class (subcode))
202     {
203     case GIMPLE_SINGLE_RHS:
204       {
205         tree rhs = gimple_assign_rhs1 (stmt);
206
207         if (TREE_CODE (rhs) == COND_EXPR)
208           {
209             /* Sadly, we have to handle conditional assignments specially
210                here, because fold expects all the operands of an expression
211                to be folded before the expression itself is folded, but we
212                can't just substitute the folded condition here.  */
213             tree cond = fold (COND_EXPR_COND (rhs));
214             if (cond == boolean_true_node)
215               rhs = COND_EXPR_THEN (rhs);
216             else if (cond == boolean_false_node)
217               rhs = COND_EXPR_ELSE (rhs);
218           }
219
220         return fold (rhs);
221       }
222       break;
223     case GIMPLE_UNARY_RHS:
224       {
225         tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
226         tree op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
227         return fold_unary (subcode, TREE_TYPE (lhs), op0);
228       }
229       break;
230     case GIMPLE_BINARY_RHS:
231       {
232         tree lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
233         tree op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
234         tree op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
235         return fold_binary (subcode, TREE_TYPE (lhs), op0, op1);
236       }
237       break;
238     default:
239       gcc_unreachable ();
240     }
241 }
242
243 /* Try to simplify each statement in E->dest, ultimately leading to
244    a simplification of the COND_EXPR at the end of E->dest.
245
246    Record unwind information for temporary equivalences onto STACK.
247
248    Use SIMPLIFY (a pointer to a callback function) to further simplify
249    statements using pass specific information. 
250
251    We might consider marking just those statements which ultimately
252    feed the COND_EXPR.  It's not clear if the overhead of bookkeeping
253    would be recovered by trying to simplify fewer statements.
254
255    If we are able to simplify a statement into the form
256    SSA_NAME = (SSA_NAME | gimple invariant), then we can record
257    a context sensitive equivalence which may help us simplify
258    later statements in E->dest.  */
259
260 static gimple
261 record_temporary_equivalences_from_stmts_at_dest (edge e,
262                                                   VEC(tree, heap) **stack,
263                                                   tree (*simplify) (gimple,
264                                                                     gimple))
265 {
266   gimple stmt = NULL;
267   gimple_stmt_iterator gsi;
268   int max_stmt_count;
269
270   max_stmt_count = PARAM_VALUE (PARAM_MAX_JUMP_THREAD_DUPLICATION_STMTS);
271
272   /* Walk through each statement in the block recording equivalences
273      we discover.  Note any equivalences we discover are context
274      sensitive (ie, are dependent on traversing E) and must be unwound
275      when we're finished processing E.  */
276   for (gsi = gsi_start_bb (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
277     {
278       tree cached_lhs = NULL;
279
280       stmt = gsi_stmt (gsi);
281
282       /* Ignore empty statements and labels.  */
283       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_NOP || gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
284         continue;
285
286       /* If the statement has volatile operands, then we assume we
287          can not thread through this block.  This is overly
288          conservative in some ways.  */
289       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_ASM && gimple_asm_volatile_p (stmt))
290         return NULL;
291
292       /* If duplicating this block is going to cause too much code
293          expansion, then do not thread through this block.  */
294       stmt_count++;
295       if (stmt_count > max_stmt_count)
296         return NULL;
297
298       /* If this is not a statement that sets an SSA_NAME to a new
299          value, then do not try to simplify this statement as it will
300          not simplify in any way that is helpful for jump threading.  */
301       if ((gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN
302            || TREE_CODE (gimple_assign_lhs (stmt)) != SSA_NAME)
303           && (gimple_code (stmt) != GIMPLE_CALL
304               || gimple_call_lhs (stmt) == NULL_TREE
305               || TREE_CODE (gimple_call_lhs (stmt)) != SSA_NAME))
306         continue;
307
308       /* The result of __builtin_object_size depends on all the arguments
309          of a phi node. Temporarily using only one edge produces invalid
310          results. For example
311
312          if (x < 6)
313            goto l;
314          else
315            goto l;
316
317          l:
318          r = PHI <&w[2].a[1](2), &a.a[6](3)>
319          __builtin_object_size (r, 0)
320
321          The result of __builtin_object_size is defined to be the maximum of
322          remaining bytes. If we use only one edge on the phi, the result will
323          change to be the remaining bytes for the corresponding phi argument. */
324
325       if (is_gimple_call (stmt))
326         {
327           tree fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
328           if (fndecl && DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_OBJECT_SIZE)
329             continue;
330         }
331
332       /* At this point we have a statement which assigns an RHS to an
333          SSA_VAR on the LHS.  We want to try and simplify this statement
334          to expose more context sensitive equivalences which in turn may
335          allow us to simplify the condition at the end of the loop. 
336
337          Handle simple copy operations as well as implied copies from
338          ASSERT_EXPRs.  */
339       if (gimple_assign_single_p (stmt)
340           && TREE_CODE (gimple_assign_rhs1 (stmt)) == SSA_NAME)
341         cached_lhs = gimple_assign_rhs1 (stmt);
342       else if (gimple_assign_single_p (stmt)
343                && TREE_CODE (gimple_assign_rhs1 (stmt)) == ASSERT_EXPR)
344         cached_lhs = TREE_OPERAND (gimple_assign_rhs1 (stmt), 0);
345       else
346         {
347           /* A statement that is not a trivial copy or ASSERT_EXPR.
348              We're going to temporarily copy propagate the operands
349              and see if that allows us to simplify this statement.  */
350           tree *copy;
351           ssa_op_iter iter;
352           use_operand_p use_p;
353           unsigned int num, i = 0;
354
355           num = NUM_SSA_OPERANDS (stmt, (SSA_OP_USE | SSA_OP_VUSE));
356           copy = XCNEWVEC (tree, num);
357
358           /* Make a copy of the uses & vuses into USES_COPY, then cprop into
359              the operands.  */
360           FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use_p, stmt, iter, SSA_OP_USE | SSA_OP_VUSE)
361             {
362               tree tmp = NULL;
363               tree use = USE_FROM_PTR (use_p);
364
365               copy[i++] = use;
366               if (TREE_CODE (use) == SSA_NAME)
367                 tmp = SSA_NAME_VALUE (use);
368               if (tmp)
369                 SET_USE (use_p, tmp);
370             }
371
372           /* Try to fold/lookup the new expression.  Inserting the
373              expression into the hash table is unlikely to help.  */
374           if (is_gimple_call (stmt))
375             cached_lhs = fold_call_stmt (stmt, false);
376           else
377             cached_lhs = fold_assignment_stmt (stmt);
378
379           if (!cached_lhs
380               || (TREE_CODE (cached_lhs) != SSA_NAME
381                   && !is_gimple_min_invariant (cached_lhs)))
382             cached_lhs = (*simplify) (stmt, stmt);
383           
384           /* Restore the statement's original uses/defs.  */
385           i = 0;
386           FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use_p, stmt, iter, SSA_OP_USE | SSA_OP_VUSE)
387             SET_USE (use_p, copy[i++]);
388
389           free (copy);
390         }
391
392       /* Record the context sensitive equivalence if we were able
393          to simplify this statement.  */
394       if (cached_lhs
395           && (TREE_CODE (cached_lhs) == SSA_NAME
396               || is_gimple_min_invariant (cached_lhs)))
397         record_temporary_equivalence (gimple_get_lhs (stmt), cached_lhs, stack);
398     }
399   return stmt;
400 }
401
402 /* Simplify the control statement at the end of the block E->dest.
403
404    To avoid allocating memory unnecessarily, a scratch GIMPLE_COND
405    is available to use/clobber in DUMMY_COND.
406
407    Use SIMPLIFY (a pointer to a callback function) to further simplify
408    a condition using pass specific information.
409
410    Return the simplified condition or NULL if simplification could
411    not be performed.  */
412
413 static tree
414 simplify_control_stmt_condition (edge e,
415                                  gimple stmt,
416                                  gimple dummy_cond,
417                                  tree (*simplify) (gimple, gimple),
418                                  bool handle_dominating_asserts)
419 {
420   tree cond, cached_lhs;
421   enum gimple_code code = gimple_code (stmt);
422
423   /* For comparisons, we have to update both operands, then try
424      to simplify the comparison.  */
425   if (code == GIMPLE_COND)
426     {
427       tree op0, op1;
428       enum tree_code cond_code;
429
430       op0 = gimple_cond_lhs (stmt);
431       op1 = gimple_cond_rhs (stmt);
432       cond_code = gimple_cond_code (stmt);
433
434       /* Get the current value of both operands.  */
435       if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
436         {
437           tree tmp = SSA_NAME_VALUE (op0);
438           if (tmp)
439             op0 = tmp;
440         }
441
442       if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
443         {
444           tree tmp = SSA_NAME_VALUE (op1);
445           if (tmp)
446             op1 = tmp;
447         }
448
449       if (handle_dominating_asserts)
450         {
451           /* Now see if the operand was consumed by an ASSERT_EXPR
452              which dominates E->src.  If so, we want to replace the
453              operand with the LHS of the ASSERT_EXPR.  */
454           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
455             op0 = lhs_of_dominating_assert (op0, e->src, stmt);
456
457           if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
458             op1 = lhs_of_dominating_assert (op1, e->src, stmt);
459         }
460
461       /* We may need to canonicalize the comparison.  For
462          example, op0 might be a constant while op1 is an
463          SSA_NAME.  Failure to canonicalize will cause us to
464          miss threading opportunities.  */
465       if (tree_swap_operands_p (op0, op1, false))
466         {
467           tree tmp;
468           cond_code = swap_tree_comparison (cond_code);
469           tmp = op0;
470           op0 = op1;
471           op1 = tmp;
472         }
473
474       /* Stuff the operator and operands into our dummy conditional
475          expression.  */
476       gimple_cond_set_code (dummy_cond, cond_code);
477       gimple_cond_set_lhs (dummy_cond, op0);
478       gimple_cond_set_rhs (dummy_cond, op1);
479
480       /* We absolutely do not care about any type conversions
481          we only care about a zero/nonzero value.  */
482       fold_defer_overflow_warnings ();
483
484       cached_lhs = fold_binary (cond_code, boolean_type_node, op0, op1);
485       if (cached_lhs)
486         while (CONVERT_EXPR_P (cached_lhs))
487           cached_lhs = TREE_OPERAND (cached_lhs, 0);
488
489       fold_undefer_overflow_warnings ((cached_lhs
490                                        && is_gimple_min_invariant (cached_lhs)),
491                                       stmt, WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
492
493       /* If we have not simplified the condition down to an invariant,
494          then use the pass specific callback to simplify the condition.  */
495       if (!cached_lhs
496           || !is_gimple_min_invariant (cached_lhs))
497         cached_lhs = (*simplify) (dummy_cond, stmt);
498
499       return cached_lhs;
500     }
501
502   if (code == GIMPLE_SWITCH)
503     cond = gimple_switch_index (stmt);
504   else if (code == GIMPLE_GOTO)
505     cond = gimple_goto_dest (stmt);
506   else
507     gcc_unreachable ();
508
509   /* We can have conditionals which just test the state of a variable
510      rather than use a relational operator.  These are simpler to handle.  */
511   if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
512     {
513       cached_lhs = cond;
514
515       /* Get the variable's current value from the equivalence chains.
516
517          It is possible to get loops in the SSA_NAME_VALUE chains
518          (consider threading the backedge of a loop where we have
519          a loop invariant SSA_NAME used in the condition.  */
520       if (cached_lhs
521           && TREE_CODE (cached_lhs) == SSA_NAME
522           && SSA_NAME_VALUE (cached_lhs))
523         cached_lhs = SSA_NAME_VALUE (cached_lhs);
524
525       /* If we're dominated by a suitable ASSERT_EXPR, then
526          update CACHED_LHS appropriately.  */
527       if (handle_dominating_asserts && TREE_CODE (cached_lhs) == SSA_NAME)
528         cached_lhs = lhs_of_dominating_assert (cached_lhs, e->src, stmt);
529
530       /* If we haven't simplified to an invariant yet, then use the
531          pass specific callback to try and simplify it further.  */
532       if (cached_lhs && ! is_gimple_min_invariant (cached_lhs))
533         cached_lhs = (*simplify) (stmt, stmt);
534     }
535   else
536     cached_lhs = NULL;
537
538   return cached_lhs;
539 }
540
541 /* We are exiting E->src, see if E->dest ends with a conditional
542    jump which has a known value when reached via E. 
543
544    Special care is necessary if E is a back edge in the CFG as we
545    may have already recorded equivalences for E->dest into our
546    various tables, including the result of the conditional at
547    the end of E->dest.  Threading opportunities are severely
548    limited in that case to avoid short-circuiting the loop
549    incorrectly.
550
551    Note it is quite common for the first block inside a loop to
552    end with a conditional which is either always true or always
553    false when reached via the loop backedge.  Thus we do not want
554    to blindly disable threading across a loop backedge.
555  
556    DUMMY_COND is a shared cond_expr used by condition simplification as scratch,
557    to avoid allocating memory.
558  
559    HANDLE_DOMINATING_ASSERTS is true if we should try to replace operands of
560    the simplified condition with left-hand sides of ASSERT_EXPRs they are
561    used in.
562  
563    STACK is used to undo temporary equivalences created during the walk of
564    E->dest.
565
566    SIMPLIFY is a pass-specific function used to simplify statements.  */
567
568 void
569 thread_across_edge (gimple dummy_cond,
570                     edge e,
571                     bool handle_dominating_asserts,
572                     VEC(tree, heap) **stack,
573                     tree (*simplify) (gimple, gimple))
574 {
575   gimple stmt;
576
577   /* If E is a backedge, then we want to verify that the COND_EXPR,
578      SWITCH_EXPR or GOTO_EXPR at the end of e->dest is not affected
579      by any statements in e->dest.  If it is affected, then it is not
580      safe to thread this edge.  */
581   if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
582     {
583       ssa_op_iter iter;
584       use_operand_p use_p;
585       gimple last = gsi_stmt (gsi_last_bb (e->dest));
586
587       FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use_p, last, iter, SSA_OP_USE | SSA_OP_VUSE)
588         {
589           tree use = USE_FROM_PTR (use_p);
590
591           if (TREE_CODE (use) == SSA_NAME
592               && gimple_code (SSA_NAME_DEF_STMT (use)) != GIMPLE_PHI
593               && gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (use)) == e->dest)
594             goto fail;
595         }
596     }
597      
598   stmt_count = 0;
599
600   /* PHIs create temporary equivalences.  */
601   if (!record_temporary_equivalences_from_phis (e, stack))
602     goto fail;
603
604   /* Now walk each statement recording any context sensitive
605      temporary equivalences we can detect.  */
606   stmt = record_temporary_equivalences_from_stmts_at_dest (e, stack, simplify);
607   if (!stmt)
608     goto fail;
609
610   /* If we stopped at a COND_EXPR or SWITCH_EXPR, see if we know which arm
611      will be taken.  */
612   if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND
613       || gimple_code (stmt) == GIMPLE_GOTO
614       || gimple_code (stmt) == GIMPLE_SWITCH)
615     {
616       tree cond;
617
618       /* Extract and simplify the condition.  */
619       cond = simplify_control_stmt_condition (e, stmt, dummy_cond, simplify, handle_dominating_asserts);
620
621       if (cond && is_gimple_min_invariant (cond))
622         {
623           edge taken_edge = find_taken_edge (e->dest, cond);
624           basic_block dest = (taken_edge ? taken_edge->dest : NULL);
625
626           if (dest == e->dest)
627             goto fail;
628
629           remove_temporary_equivalences (stack);
630           register_jump_thread (e, taken_edge);
631         }
632     }
633
634  fail:
635   remove_temporary_equivalences (stack);
636 }