OSDN Git Service

Factor out common tests in 8-byte reg/reg move splitters on 32-bit sparc.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-threadupdate.c
1 /* Thread edges through blocks and update the control flow and SSA graphs.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010, 201
3    Free Software Foundation, Inc.
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 "tm_p.h"
28 #include "basic-block.h"
29 #include "output.h"
30 #include "function.h"
31 #include "tree-flow.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "tree-pass.h"
34 #include "cfgloop.h"
35
36 /* Given a block B, update the CFG and SSA graph to reflect redirecting
37    one or more in-edges to B to instead reach the destination of an
38    out-edge from B while preserving any side effects in B.
39
40    i.e., given A->B and B->C, change A->B to be A->C yet still preserve the
41    side effects of executing B.
42
43      1. Make a copy of B (including its outgoing edges and statements).  Call
44         the copy B'.  Note B' has no incoming edges or PHIs at this time.
45
46      2. Remove the control statement at the end of B' and all outgoing edges
47         except B'->C.
48
49      3. Add a new argument to each PHI in C with the same value as the existing
50         argument associated with edge B->C.  Associate the new PHI arguments
51         with the edge B'->C.
52
53      4. For each PHI in B, find or create a PHI in B' with an identical
54         PHI_RESULT.  Add an argument to the PHI in B' which has the same
55         value as the PHI in B associated with the edge A->B.  Associate
56         the new argument in the PHI in B' with the edge A->B.
57
58      5. Change the edge A->B to A->B'.
59
60         5a. This automatically deletes any PHI arguments associated with the
61             edge A->B in B.
62
63         5b. This automatically associates each new argument added in step 4
64             with the edge A->B'.
65
66      6. Repeat for other incoming edges into B.
67
68      7. Put the duplicated resources in B and all the B' blocks into SSA form.
69
70    Note that block duplication can be minimized by first collecting the
71    set of unique destination blocks that the incoming edges should
72    be threaded to.
73
74    Block duplication can be further minimized by using B instead of 
75    creating B' for one destination if all edges into B are going to be
76    threaded to a successor of B.  We had code to do this at one time, but
77    I'm not convinced it is correct with the changes to avoid mucking up
78    the loop structure (which may cancel threading requests, thus a block
79    which we thought was going to become unreachable may still be reachable).
80    This code was also going to get ugly with the introduction of the ability
81    for a single jump thread request to bypass multiple blocks. 
82
83    We further reduce the number of edges and statements we create by
84    not copying all the outgoing edges and the control statement in
85    step #1.  We instead create a template block without the outgoing
86    edges and duplicate the template.  */
87
88
89 /* Steps #5 and #6 of the above algorithm are best implemented by walking
90    all the incoming edges which thread to the same destination edge at
91    the same time.  That avoids lots of table lookups to get information
92    for the destination edge.
93
94    To realize that implementation we create a list of incoming edges
95    which thread to the same outgoing edge.  Thus to implement steps
96    #5 and #6 we traverse our hash table of outgoing edge information.
97    For each entry we walk the list of incoming edges which thread to
98    the current outgoing edge.  */
99
100 struct el
101 {
102   edge e;
103   struct el *next;
104 };
105
106 /* Main data structure recording information regarding B's duplicate
107    blocks.  */
108
109 /* We need to efficiently record the unique thread destinations of this
110    block and specific information associated with those destinations.  We
111    may have many incoming edges threaded to the same outgoing edge.  This
112    can be naturally implemented with a hash table.  */
113
114 struct redirection_data
115 {
116   /* A duplicate of B with the trailing control statement removed and which
117      targets a single successor of B.  */
118   basic_block dup_block;
119
120   /* An outgoing edge from B.  DUP_BLOCK will have OUTGOING_EDGE->dest as
121      its single successor.  */
122   edge outgoing_edge;
123
124   edge intermediate_edge;
125
126   /* A list of incoming edges which we want to thread to
127      OUTGOING_EDGE->dest.  */
128   struct el *incoming_edges;
129 };
130
131 /* Main data structure to hold information for duplicates of BB.  */
132 static htab_t redirection_data;
133
134 /* Data structure of information to pass to hash table traversal routines.  */
135 struct local_info
136 {
137   /* The current block we are working on.  */
138   basic_block bb;
139
140   /* A template copy of BB with no outgoing edges or control statement that
141      we use for creating copies.  */
142   basic_block template_block;
143
144   /* TRUE if we thread one or more jumps, FALSE otherwise.  */
145   bool jumps_threaded;
146 };
147
148 /* Passes which use the jump threading code register jump threading
149    opportunities as they are discovered.  We keep the registered
150    jump threading opportunities in this vector as edge pairs
151    (original_edge, target_edge).  */
152 static VEC(edge,heap) *threaded_edges;
153
154 /* When we start updating the CFG for threading, data necessary for jump
155    threading is attached to the AUX field for the incoming edge.  Use these
156    macros to access the underlying structure attached to the AUX field.  */
157 #define THREAD_TARGET(E) ((edge *)(E)->aux)[0]
158 #define THREAD_TARGET2(E) ((edge *)(E)->aux)[1]
159
160 /* Jump threading statistics.  */
161
162 struct thread_stats_d
163 {
164   unsigned long num_threaded_edges;
165 };
166
167 struct thread_stats_d thread_stats;
168
169
170 /* Remove the last statement in block BB if it is a control statement
171    Also remove all outgoing edges except the edge which reaches DEST_BB.
172    If DEST_BB is NULL, then remove all outgoing edges.  */
173
174 static void
175 remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (basic_block bb, basic_block dest_bb)
176 {
177   gimple_stmt_iterator gsi;
178   edge e;
179   edge_iterator ei;
180
181   gsi = gsi_last_bb (bb);
182
183   /* If the duplicate ends with a control statement, then remove it.
184
185      Note that if we are duplicating the template block rather than the
186      original basic block, then the duplicate might not have any real
187      statements in it.  */
188   if (!gsi_end_p (gsi)
189       && gsi_stmt (gsi)
190       && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
191           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
192           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH))
193     gsi_remove (&gsi, true);
194
195   for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); )
196     {
197       if (e->dest != dest_bb)
198         remove_edge (e);
199       else
200         ei_next (&ei);
201     }
202 }
203
204 /* Create a duplicate of BB.  Record the duplicate block in RD.  */
205
206 static void
207 create_block_for_threading (basic_block bb, struct redirection_data *rd)
208 {
209   edge_iterator ei;
210   edge e;
211
212   /* We can use the generic block duplication code and simply remove
213      the stuff we do not need.  */
214   rd->dup_block = duplicate_block (bb, NULL, NULL);
215
216   FOR_EACH_EDGE (e, ei, rd->dup_block->succs)
217     e->aux = NULL;
218
219   /* Zero out the profile, since the block is unreachable for now.  */
220   rd->dup_block->frequency = 0;
221   rd->dup_block->count = 0;
222 }
223
224 /* Hashing and equality routines for our hash table.  */
225 static hashval_t
226 redirection_data_hash (const void *p)
227 {
228   edge e = ((const struct redirection_data *)p)->outgoing_edge;
229   return e->dest->index;
230 }
231
232 static int
233 redirection_data_eq (const void *p1, const void *p2)
234 {
235   edge e1 = ((const struct redirection_data *)p1)->outgoing_edge;
236   edge e2 = ((const struct redirection_data *)p2)->outgoing_edge;
237   edge e3 = ((const struct redirection_data *)p1)->intermediate_edge;
238   edge e4 = ((const struct redirection_data *)p2)->intermediate_edge;
239
240   return e1 == e2 && e3 == e4;
241 }
242
243 /* Given an outgoing edge E lookup and return its entry in our hash table.
244
245    If INSERT is true, then we insert the entry into the hash table if
246    it is not already present.  INCOMING_EDGE is added to the list of incoming
247    edges associated with E in the hash table.  */
248
249 static struct redirection_data *
250 lookup_redirection_data (edge e, enum insert_option insert)
251 {
252   void **slot;
253   struct redirection_data *elt;
254
255  /* Build a hash table element so we can see if E is already
256      in the table.  */
257   elt = XNEW (struct redirection_data);
258   elt->intermediate_edge = THREAD_TARGET2 (e) ? THREAD_TARGET (e) : NULL;
259   elt->outgoing_edge = THREAD_TARGET2 (e) ? THREAD_TARGET2 (e) 
260                                           : THREAD_TARGET (e);
261   elt->dup_block = NULL;
262   elt->incoming_edges = NULL;
263
264   slot = htab_find_slot (redirection_data, elt, insert);
265
266   /* This will only happen if INSERT is false and the entry is not
267      in the hash table.  */
268   if (slot == NULL)
269     {
270       free (elt);
271       return NULL;
272     }
273
274   /* This will only happen if E was not in the hash table and
275      INSERT is true.  */
276   if (*slot == NULL)
277     {
278       *slot = (void *)elt;
279       elt->incoming_edges = XNEW (struct el);
280       elt->incoming_edges->e = e;
281       elt->incoming_edges->next = NULL;
282       return elt;
283     }
284   /* E was in the hash table.  */
285   else
286     {
287       /* Free ELT as we do not need it anymore, we will extract the
288          relevant entry from the hash table itself.  */
289       free (elt);
290
291       /* Get the entry stored in the hash table.  */
292       elt = (struct redirection_data *) *slot;
293
294       /* If insertion was requested, then we need to add INCOMING_EDGE
295          to the list of incoming edges associated with E.  */
296       if (insert)
297         {
298           struct el *el = XNEW (struct el);
299           el->next = elt->incoming_edges;
300           el->e = e;
301           elt->incoming_edges = el;
302         }
303
304       return elt;
305     }
306 }
307
308 /* For each PHI in BB, copy the argument associated with SRC_E to TGT_E.  */
309
310 static void
311 copy_phi_args (basic_block bb, edge src_e, edge tgt_e)
312 {
313   gimple_stmt_iterator gsi;
314   int src_indx = src_e->dest_idx;
315
316   for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
317     {
318       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
319       source_location locus = gimple_phi_arg_location (phi, src_indx);
320       add_phi_arg (phi, gimple_phi_arg_def (phi, src_indx), tgt_e, locus);
321     }
322 }
323
324 /* We have recently made a copy of ORIG_BB, including its outgoing
325    edges.  The copy is NEW_BB.  Every PHI node in every direct successor of
326    ORIG_BB has a new argument associated with edge from NEW_BB to the
327    successor.  Initialize the PHI argument so that it is equal to the PHI
328    argument associated with the edge from ORIG_BB to the successor.  */
329
330 static void
331 update_destination_phis (basic_block orig_bb, basic_block new_bb)
332 {
333   edge_iterator ei;
334   edge e;
335
336   FOR_EACH_EDGE (e, ei, orig_bb->succs)
337     {
338       edge e2 = find_edge (new_bb, e->dest);
339       copy_phi_args (e->dest, e, e2);
340     }
341 }
342
343 /* Given a duplicate block and its single destination (both stored
344    in RD).  Create an edge between the duplicate and its single
345    destination.
346
347    Add an additional argument to any PHI nodes at the single
348    destination.  */
349
350 static void
351 create_edge_and_update_destination_phis (struct redirection_data *rd,
352                                          basic_block bb)
353 {
354   edge e = make_edge (bb, rd->outgoing_edge->dest, EDGE_FALLTHRU);
355
356   rescan_loop_exit (e, true, false);
357   e->probability = REG_BR_PROB_BASE;
358   e->count = bb->count;
359
360   if (rd->outgoing_edge->aux)
361     {
362       e->aux = (edge *) XNEWVEC (edge, 2);
363       THREAD_TARGET(e) = THREAD_TARGET (rd->outgoing_edge);
364       THREAD_TARGET2(e) = THREAD_TARGET2 (rd->outgoing_edge);
365     }
366   else
367     {
368       e->aux = NULL;
369     }
370
371   /* If there are any PHI nodes at the destination of the outgoing edge
372      from the duplicate block, then we will need to add a new argument
373      to them.  The argument should have the same value as the argument
374      associated with the outgoing edge stored in RD.  */
375   copy_phi_args (e->dest, rd->outgoing_edge, e);
376 }
377
378 /* Wire up the outgoing edges from the duplicate block and
379    update any PHIs as needed.  */
380 static void
381 fix_duplicate_block_edges (struct redirection_data *rd,
382                            struct local_info *local_info)
383 {
384   /* If we were threading through an joiner block, then we want
385      to keep its control statement and redirect an outgoing edge.
386      Else we want to remove the control statement & edges, then create
387      a new outgoing edge.  In both cases we may need to update PHIs.  */
388   if (THREAD_TARGET2 (rd->incoming_edges->e))
389     {
390       edge victim;
391       edge e2;
392       edge e = rd->incoming_edges->e;
393
394       /* This updates the PHIs at the destination of the duplicate
395          block.  */
396       update_destination_phis (local_info->bb, rd->dup_block);
397
398       /* Find the edge from the duplicate block to the block we're
399          threading through.  That's the edge we want to redirect.  */
400       victim = find_edge (rd->dup_block, THREAD_TARGET (e)->dest);
401       e2 = redirect_edge_and_branch (victim, THREAD_TARGET2 (e)->dest);
402
403       /* If we redirected the edge, then we need to copy PHI arguments
404          at the target.  If the edge already existed (e2 != victim case),
405          then the PHIs in the target already have the correct arguments.  */
406       if (e2 == victim)
407         copy_phi_args (e2->dest, THREAD_TARGET2 (e), e2);
408     }
409   else
410     {
411       remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (rd->dup_block, NULL);
412       create_edge_and_update_destination_phis (rd, rd->dup_block);
413     }
414 }
415 /* Hash table traversal callback routine to create duplicate blocks.  */
416
417 static int
418 create_duplicates (void **slot, void *data)
419 {
420   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
421   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
422
423   /* Create a template block if we have not done so already.  Otherwise
424      use the template to create a new block.  */
425   if (local_info->template_block == NULL)
426     {
427       create_block_for_threading (local_info->bb, rd);
428       local_info->template_block = rd->dup_block;
429
430       /* We do not create any outgoing edges for the template.  We will
431          take care of that in a later traversal.  That way we do not
432          create edges that are going to just be deleted.  */
433     }
434   else
435     {
436       create_block_for_threading (local_info->template_block, rd);
437
438       /* Go ahead and wire up outgoing edges and update PHIs for the duplicate
439          block.   */
440       fix_duplicate_block_edges (rd, local_info);
441     }
442
443   /* Keep walking the hash table.  */
444   return 1;
445 }
446
447 /* We did not create any outgoing edges for the template block during
448    block creation.  This hash table traversal callback creates the
449    outgoing edge for the template block.  */
450
451 static int
452 fixup_template_block (void **slot, void *data)
453 {
454   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
455   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
456
457   /* If this is the template block halt the traversal after updating
458      it appropriately.
459
460      If we were threading through an joiner block, then we want
461      to keep its control statement and redirect an outgoing edge.
462      Else we want to remove the control statement & edges, then create
463      a new outgoing edge.  In both cases we may need to update PHIs.  */
464   if (rd->dup_block && rd->dup_block == local_info->template_block)
465     {
466       fix_duplicate_block_edges (rd, local_info);
467       return 0;
468     }
469
470   return 1;
471 }
472
473 /* Hash table traversal callback to redirect each incoming edge
474    associated with this hash table element to its new destination.  */
475
476 static int
477 redirect_edges (void **slot, void *data)
478 {
479   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
480   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
481   struct el *next, *el;
482
483   /* Walk over all the incoming edges associated associated with this
484      hash table entry.  */
485   for (el = rd->incoming_edges; el; el = next)
486     {
487       edge e = el->e;
488
489       /* Go ahead and free this element from the list.  Doing this now
490          avoids the need for another list walk when we destroy the hash
491          table.  */
492       next = el->next;
493       free (el);
494
495       thread_stats.num_threaded_edges++;
496       /* If we are threading through a joiner block, then we have to
497          find the edge we want to redirect and update some PHI nodes.  */
498       if (THREAD_TARGET2 (e))
499         {
500           edge e2;
501
502           /* We want to redirect the incoming edge to the joiner block (E)
503              to instead reach the duplicate of the joiner block.  */
504           e2 = redirect_edge_and_branch (e, rd->dup_block);
505           flush_pending_stmts (e2);
506         }
507       else if (rd->dup_block)
508         {
509           edge e2;
510
511           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
512             fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
513                      e->src->index, e->dest->index, rd->dup_block->index);
514
515           rd->dup_block->count += e->count;
516           rd->dup_block->frequency += EDGE_FREQUENCY (e);
517           EDGE_SUCC (rd->dup_block, 0)->count += e->count;
518           /* Redirect the incoming edge to the appropriate duplicate
519              block.  */
520           e2 = redirect_edge_and_branch (e, rd->dup_block);
521           gcc_assert (e == e2);
522           flush_pending_stmts (e2);
523         }
524
525       /* Go ahead and clear E->aux.  It's not needed anymore and failure
526          to clear it will cause all kinds of unpleasant problems later.  */
527       free (e->aux);
528       e->aux = NULL;
529
530     }
531
532   /* Indicate that we actually threaded one or more jumps.  */
533   if (rd->incoming_edges)
534     local_info->jumps_threaded = true;
535
536   return 1;
537 }
538
539 /* Return true if this block has no executable statements other than
540    a simple ctrl flow instruction.  When the number of outgoing edges
541    is one, this is equivalent to a "forwarder" block.  */
542
543 static bool
544 redirection_block_p (basic_block bb)
545 {
546   gimple_stmt_iterator gsi;
547
548   /* Advance to the first executable statement.  */
549   gsi = gsi_start_bb (bb);
550   while (!gsi_end_p (gsi)
551          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_LABEL
552              || is_gimple_debug (gsi_stmt (gsi))
553              || gimple_nop_p (gsi_stmt (gsi))))
554     gsi_next (&gsi);
555
556   /* Check if this is an empty block.  */
557   if (gsi_end_p (gsi))
558     return true;
559
560   /* Test that we've reached the terminating control statement.  */
561   return gsi_stmt (gsi)
562          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
563              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
564              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH);
565 }
566
567 /* BB is a block which ends with a COND_EXPR or SWITCH_EXPR and when BB
568    is reached via one or more specific incoming edges, we know which
569    outgoing edge from BB will be traversed.
570
571    We want to redirect those incoming edges to the target of the
572    appropriate outgoing edge.  Doing so avoids a conditional branch
573    and may expose new optimization opportunities.  Note that we have
574    to update dominator tree and SSA graph after such changes.
575
576    The key to keeping the SSA graph update manageable is to duplicate
577    the side effects occurring in BB so that those side effects still
578    occur on the paths which bypass BB after redirecting edges.
579
580    We accomplish this by creating duplicates of BB and arranging for
581    the duplicates to unconditionally pass control to one specific
582    successor of BB.  We then revector the incoming edges into BB to
583    the appropriate duplicate of BB.
584
585    If NOLOOP_ONLY is true, we only perform the threading as long as it
586    does not affect the structure of the loops in a nontrivial way.  */
587
588 static bool
589 thread_block (basic_block bb, bool noloop_only)
590 {
591   /* E is an incoming edge into BB that we may or may not want to
592      redirect to a duplicate of BB.  */
593   edge e, e2;
594   edge_iterator ei;
595   struct local_info local_info;
596   struct loop *loop = bb->loop_father;
597
598   /* To avoid scanning a linear array for the element we need we instead
599      use a hash table.  For normal code there should be no noticeable
600      difference.  However, if we have a block with a large number of
601      incoming and outgoing edges such linear searches can get expensive.  */
602   redirection_data = htab_create (EDGE_COUNT (bb->succs),
603                                   redirection_data_hash,
604                                   redirection_data_eq,
605                                   free);
606
607   /* If we thread the latch of the loop to its exit, the loop ceases to
608      exist.  Make sure we do not restrict ourselves in order to preserve
609      this loop.  */
610   if (loop->header == bb)
611     {
612       e = loop_latch_edge (loop);
613
614       if (e->aux)
615         e2 = THREAD_TARGET (e);
616       else
617         e2 = NULL;
618
619       if (e2 && loop_exit_edge_p (loop, e2))
620         {
621           loop->header = NULL;
622           loop->latch = NULL;
623         }
624     }
625
626   /* Record each unique threaded destination into a hash table for
627      efficient lookups.  */
628   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
629     {
630       if (e->aux == NULL)
631         continue;
632
633       if (THREAD_TARGET2 (e))
634         e2 = THREAD_TARGET2 (e);
635       else
636         e2 = THREAD_TARGET (e);
637
638       if (!e2
639           /* If NOLOOP_ONLY is true, we only allow threading through the
640              header of a loop to exit edges.  */
641           || (noloop_only
642               && bb == bb->loop_father->header
643               && (!loop_exit_edge_p (bb->loop_father, e2)
644                   || THREAD_TARGET2 (e))))
645         continue;
646
647       if (e->dest == e2->src)
648         update_bb_profile_for_threading (e->dest, EDGE_FREQUENCY (e),
649                                          e->count, THREAD_TARGET (e));
650
651       /* Insert the outgoing edge into the hash table if it is not
652          already in the hash table.  */
653       lookup_redirection_data (e, INSERT);
654     }
655
656   /* We do not update dominance info.  */
657   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
658
659   /* Now create duplicates of BB.
660
661      Note that for a block with a high outgoing degree we can waste
662      a lot of time and memory creating and destroying useless edges.
663
664      So we first duplicate BB and remove the control structure at the
665      tail of the duplicate as well as all outgoing edges from the
666      duplicate.  We then use that duplicate block as a template for
667      the rest of the duplicates.  */
668   local_info.template_block = NULL;
669   local_info.bb = bb;
670   local_info.jumps_threaded = false;
671   htab_traverse (redirection_data, create_duplicates, &local_info);
672
673   /* The template does not have an outgoing edge.  Create that outgoing
674      edge and update PHI nodes as the edge's target as necessary.
675
676      We do this after creating all the duplicates to avoid creating
677      unnecessary edges.  */
678   htab_traverse (redirection_data, fixup_template_block, &local_info);
679
680   /* The hash table traversals above created the duplicate blocks (and the
681      statements within the duplicate blocks).  This loop creates PHI nodes for
682      the duplicated blocks and redirects the incoming edges into BB to reach
683      the duplicates of BB.  */
684   htab_traverse (redirection_data, redirect_edges, &local_info);
685
686   /* Done with this block.  Clear REDIRECTION_DATA.  */
687   htab_delete (redirection_data);
688   redirection_data = NULL;
689
690   /* Indicate to our caller whether or not any jumps were threaded.  */
691   return local_info.jumps_threaded;
692 }
693
694 /* Threads edge E through E->dest to the edge THREAD_TARGET (E).  Returns the
695    copy of E->dest created during threading, or E->dest if it was not necessary
696    to copy it (E is its single predecessor).  */
697
698 static basic_block
699 thread_single_edge (edge e)
700 {
701   basic_block bb = e->dest;
702   edge eto = THREAD_TARGET (e);
703   struct redirection_data rd;
704
705   free (e->aux);
706   e->aux = NULL;
707
708   thread_stats.num_threaded_edges++;
709
710   if (single_pred_p (bb))
711     {
712       /* If BB has just a single predecessor, we should only remove the
713          control statements at its end, and successors except for ETO.  */
714       remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (bb, eto->dest);
715
716       /* And fixup the flags on the single remaining edge.  */
717       eto->flags &= ~(EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE | EDGE_ABNORMAL);
718       eto->flags |= EDGE_FALLTHRU;
719
720       return bb;
721     }
722
723   /* Otherwise, we need to create a copy.  */
724   if (e->dest == eto->src)
725     update_bb_profile_for_threading (bb, EDGE_FREQUENCY (e), e->count, eto);
726
727   rd.outgoing_edge = eto;
728
729   create_block_for_threading (bb, &rd);
730   remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (rd.dup_block, NULL);
731   create_edge_and_update_destination_phis (&rd, rd.dup_block);
732
733   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
734     fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
735              e->src->index, e->dest->index, rd.dup_block->index);
736
737   rd.dup_block->count = e->count;
738   rd.dup_block->frequency = EDGE_FREQUENCY (e);
739   single_succ_edge (rd.dup_block)->count = e->count;
740   redirect_edge_and_branch (e, rd.dup_block);
741   flush_pending_stmts (e);
742
743   return rd.dup_block;
744 }
745
746 /* Callback for dfs_enumerate_from.  Returns true if BB is different
747    from STOP and DBDS_CE_STOP.  */
748
749 static basic_block dbds_ce_stop;
750 static bool
751 dbds_continue_enumeration_p (const_basic_block bb, const void *stop)
752 {
753   return (bb != (const_basic_block) stop
754           && bb != dbds_ce_stop);
755 }
756
757 /* Evaluates the dominance relationship of latch of the LOOP and BB, and
758    returns the state.  */
759
760 enum bb_dom_status
761 {
762   /* BB does not dominate latch of the LOOP.  */
763   DOMST_NONDOMINATING,
764   /* The LOOP is broken (there is no path from the header to its latch.  */
765   DOMST_LOOP_BROKEN,
766   /* BB dominates the latch of the LOOP.  */
767   DOMST_DOMINATING
768 };
769
770 static enum bb_dom_status
771 determine_bb_domination_status (struct loop *loop, basic_block bb)
772 {
773   basic_block *bblocks;
774   unsigned nblocks, i;
775   bool bb_reachable = false;
776   edge_iterator ei;
777   edge e;
778
779   /* This function assumes BB is a successor of LOOP->header.
780      If that is not the case return DOMST_NONDOMINATING which
781      is always safe.  */
782     {
783       bool ok = false;
784
785       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
786         {
787           if (e->src == loop->header)
788             {
789               ok = true;
790               break;
791             }
792         }
793
794       if (!ok)
795         return DOMST_NONDOMINATING;
796     }
797
798   if (bb == loop->latch)
799     return DOMST_DOMINATING;
800
801   /* Check that BB dominates LOOP->latch, and that it is back-reachable
802      from it.  */
803
804   bblocks = XCNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
805   dbds_ce_stop = loop->header;
806   nblocks = dfs_enumerate_from (loop->latch, 1, dbds_continue_enumeration_p,
807                                 bblocks, loop->num_nodes, bb);
808   for (i = 0; i < nblocks; i++)
809     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bblocks[i]->preds)
810       {
811         if (e->src == loop->header)
812           {
813             free (bblocks);
814             return DOMST_NONDOMINATING;
815           }
816         if (e->src == bb)
817           bb_reachable = true;
818       }
819
820   free (bblocks);
821   return (bb_reachable ? DOMST_DOMINATING : DOMST_LOOP_BROKEN);
822 }
823
824 /* Thread jumps through the header of LOOP.  Returns true if cfg changes.
825    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading from entry edges
826    to the inside of the loop.  */
827
828 static bool
829 thread_through_loop_header (struct loop *loop, bool may_peel_loop_headers)
830 {
831   basic_block header = loop->header;
832   edge e, tgt_edge, latch = loop_latch_edge (loop);
833   edge_iterator ei;
834   basic_block tgt_bb, atgt_bb;
835   enum bb_dom_status domst;
836
837   /* We have already threaded through headers to exits, so all the threading
838      requests now are to the inside of the loop.  We need to avoid creating
839      irreducible regions (i.e., loops with more than one entry block), and
840      also loop with several latch edges, or new subloops of the loop (although
841      there are cases where it might be appropriate, it is difficult to decide,
842      and doing it wrongly may confuse other optimizers).
843
844      We could handle more general cases here.  However, the intention is to
845      preserve some information about the loop, which is impossible if its
846      structure changes significantly, in a way that is not well understood.
847      Thus we only handle few important special cases, in which also updating
848      of the loop-carried information should be feasible:
849
850      1) Propagation of latch edge to a block that dominates the latch block
851         of a loop.  This aims to handle the following idiom:
852
853         first = 1;
854         while (1)
855           {
856             if (first)
857               initialize;
858             first = 0;
859             body;
860           }
861
862         After threading the latch edge, this becomes
863
864         first = 1;
865         if (first)
866           initialize;
867         while (1)
868           {
869             first = 0;
870             body;
871           }
872
873         The original header of the loop is moved out of it, and we may thread
874         the remaining edges through it without further constraints.
875
876      2) All entry edges are propagated to a single basic block that dominates
877         the latch block of the loop.  This aims to handle the following idiom
878         (normally created for "for" loops):
879
880         i = 0;
881         while (1)
882           {
883             if (i >= 100)
884               break;
885             body;
886             i++;
887           }
888
889         This becomes
890
891         i = 0;
892         while (1)
893           {
894             body;
895             i++;
896             if (i >= 100)
897               break;
898           }
899      */
900
901   /* Threading through the header won't improve the code if the header has just
902      one successor.  */
903   if (single_succ_p (header))
904     goto fail;
905
906   if (latch->aux)
907     {
908       if (THREAD_TARGET2 (latch))
909         goto fail;
910       tgt_edge = THREAD_TARGET (latch);
911       tgt_bb = tgt_edge->dest;
912     }
913   else if (!may_peel_loop_headers
914            && !redirection_block_p (loop->header))
915     goto fail;
916   else
917     {
918       tgt_bb = NULL;
919       tgt_edge = NULL;
920       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
921         {
922           if (!e->aux)
923             {
924               if (e == latch)
925                 continue;
926
927               /* If latch is not threaded, and there is a header
928                  edge that is not threaded, we would create loop
929                  with multiple entries.  */
930               goto fail;
931             }
932
933           if (THREAD_TARGET2 (e))
934             goto fail;
935           tgt_edge = THREAD_TARGET (e);
936           atgt_bb = tgt_edge->dest;
937           if (!tgt_bb)
938             tgt_bb = atgt_bb;
939           /* Two targets of threading would make us create loop
940              with multiple entries.  */
941           else if (tgt_bb != atgt_bb)
942             goto fail;
943         }
944
945       if (!tgt_bb)
946         {
947           /* There are no threading requests.  */
948           return false;
949         }
950
951       /* Redirecting to empty loop latch is useless.  */
952       if (tgt_bb == loop->latch
953           && empty_block_p (loop->latch))
954         goto fail;
955     }
956
957   /* The target block must dominate the loop latch, otherwise we would be
958      creating a subloop.  */
959   domst = determine_bb_domination_status (loop, tgt_bb);
960   if (domst == DOMST_NONDOMINATING)
961     goto fail;
962   if (domst == DOMST_LOOP_BROKEN)
963     {
964       /* If the loop ceased to exist, mark it as such, and thread through its
965          original header.  */
966       loop->header = NULL;
967       loop->latch = NULL;
968       return thread_block (header, false);
969     }
970
971   if (tgt_bb->loop_father->header == tgt_bb)
972     {
973       /* If the target of the threading is a header of a subloop, we need
974          to create a preheader for it, so that the headers of the two loops
975          do not merge.  */
976       if (EDGE_COUNT (tgt_bb->preds) > 2)
977         {
978           tgt_bb = create_preheader (tgt_bb->loop_father, 0);
979           gcc_assert (tgt_bb != NULL);
980         }
981       else
982         tgt_bb = split_edge (tgt_edge);
983     }
984
985   if (latch->aux)
986     {
987       /* First handle the case latch edge is redirected.  */
988       loop->latch = thread_single_edge (latch);
989       gcc_assert (single_succ (loop->latch) == tgt_bb);
990       loop->header = tgt_bb;
991
992       /* Thread the remaining edges through the former header.  */
993       thread_block (header, false);
994     }
995   else
996     {
997       basic_block new_preheader;
998
999       /* Now consider the case entry edges are redirected to the new entry
1000          block.  Remember one entry edge, so that we can find the new
1001          preheader (its destination after threading).  */
1002       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
1003         {
1004           if (e->aux)
1005             break;
1006         }
1007
1008       /* The duplicate of the header is the new preheader of the loop.  Ensure
1009          that it is placed correctly in the loop hierarchy.  */
1010       set_loop_copy (loop, loop_outer (loop));
1011
1012       thread_block (header, false);
1013       set_loop_copy (loop, NULL);
1014       new_preheader = e->dest;
1015
1016       /* Create the new latch block.  This is always necessary, as the latch
1017          must have only a single successor, but the original header had at
1018          least two successors.  */
1019       loop->latch = NULL;
1020       mfb_kj_edge = single_succ_edge (new_preheader);
1021       loop->header = mfb_kj_edge->dest;
1022       latch = make_forwarder_block (tgt_bb, mfb_keep_just, NULL);
1023       loop->header = latch->dest;
1024       loop->latch = latch->src;
1025     }
1026
1027   return true;
1028
1029 fail:
1030   /* We failed to thread anything.  Cancel the requests.  */
1031   FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
1032     {
1033       free (e->aux);
1034       e->aux = NULL;
1035     }
1036   return false;
1037 }
1038
1039 /* Walk through the registered jump threads and convert them into a
1040    form convenient for this pass.
1041
1042    Any block which has incoming edges threaded to outgoing edges
1043    will have its entry in THREADED_BLOCK set.
1044
1045    Any threaded edge will have its new outgoing edge stored in the
1046    original edge's AUX field.
1047
1048    This form avoids the need to walk all the edges in the CFG to
1049    discover blocks which need processing and avoids unnecessary
1050    hash table lookups to map from threaded edge to new target.  */
1051
1052 static void
1053 mark_threaded_blocks (bitmap threaded_blocks)
1054 {
1055   unsigned int i;
1056   bitmap_iterator bi;
1057   bitmap tmp = BITMAP_ALLOC (NULL);
1058   basic_block bb;
1059   edge e;
1060   edge_iterator ei;
1061
1062   for (i = 0; i < VEC_length (edge, threaded_edges); i += 3)
1063     {
1064       edge e = VEC_index (edge, threaded_edges, i);
1065       edge *x = (edge *) XNEWVEC (edge, 2);
1066
1067       e->aux = x;
1068       THREAD_TARGET (e) = VEC_index (edge, threaded_edges, i + 1);
1069       THREAD_TARGET2 (e) = VEC_index (edge, threaded_edges, i + 2);
1070       bitmap_set_bit (tmp, e->dest->index);
1071     }
1072
1073   /* If optimizing for size, only thread through block if we don't have
1074      to duplicate it or it's an otherwise empty redirection block.  */
1075   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
1076     {
1077       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
1078         {
1079           bb = BASIC_BLOCK (i);
1080           if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 1
1081               && !redirection_block_p (bb))
1082             {
1083               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1084                 {
1085                   free (e->aux);
1086                   e->aux = NULL;
1087                 }
1088             }
1089           else
1090             bitmap_set_bit (threaded_blocks, i);
1091         }
1092     }
1093   else
1094     bitmap_copy (threaded_blocks, tmp);
1095
1096   BITMAP_FREE(tmp);
1097 }
1098
1099
1100 /* Walk through all blocks and thread incoming edges to the appropriate
1101    outgoing edge for each edge pair recorded in THREADED_EDGES.
1102
1103    It is the caller's responsibility to fix the dominance information
1104    and rewrite duplicated SSA_NAMEs back into SSA form.
1105
1106    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading edges through
1107    loop headers if it does not simplify the loop.
1108
1109    Returns true if one or more edges were threaded, false otherwise.  */
1110
1111 bool
1112 thread_through_all_blocks (bool may_peel_loop_headers)
1113 {
1114   bool retval = false;
1115   unsigned int i;
1116   bitmap_iterator bi;
1117   bitmap threaded_blocks;
1118   struct loop *loop;
1119   loop_iterator li;
1120
1121   /* We must know about loops in order to preserve them.  */
1122   gcc_assert (current_loops != NULL);
1123
1124   if (threaded_edges == NULL)
1125     return false;
1126
1127   threaded_blocks = BITMAP_ALLOC (NULL);
1128   memset (&thread_stats, 0, sizeof (thread_stats));
1129
1130   mark_threaded_blocks (threaded_blocks);
1131
1132   initialize_original_copy_tables ();
1133
1134   /* First perform the threading requests that do not affect
1135      loop structure.  */
1136   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (threaded_blocks, 0, i, bi)
1137     {
1138       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
1139
1140       if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 0)
1141         retval |= thread_block (bb, true);
1142     }
1143
1144   /* Then perform the threading through loop headers.  We start with the
1145      innermost loop, so that the changes in cfg we perform won't affect
1146      further threading.  */
1147   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1148     {
1149       if (!loop->header
1150           || !bitmap_bit_p (threaded_blocks, loop->header->index))
1151         continue;
1152
1153       retval |= thread_through_loop_header (loop, may_peel_loop_headers);
1154     }
1155
1156   statistics_counter_event (cfun, "Jumps threaded",
1157                             thread_stats.num_threaded_edges);
1158
1159   free_original_copy_tables ();
1160
1161   BITMAP_FREE (threaded_blocks);
1162   threaded_blocks = NULL;
1163   VEC_free (edge, heap, threaded_edges);
1164   threaded_edges = NULL;
1165
1166   if (retval)
1167     loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
1168
1169   return retval;
1170 }
1171
1172 /* Register a jump threading opportunity.  We queue up all the jump
1173    threading opportunities discovered by a pass and update the CFG
1174    and SSA form all at once.
1175
1176    E is the edge we can thread, E2 is the new target edge, i.e., we
1177    are effectively recording that E->dest can be changed to E2->dest
1178    after fixing the SSA graph.  */
1179
1180 void
1181 register_jump_thread (edge e, edge e2, edge e3)
1182 {
1183   /* This can occur if we're jumping to a constant address or
1184      or something similar.  Just get out now.  */
1185   if (e2 == NULL)
1186     return;
1187
1188   if (threaded_edges == NULL)
1189     threaded_edges = VEC_alloc (edge, heap, 15);
1190
1191   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS)
1192       && e->dest != e2->src)
1193     fprintf (dump_file,
1194              "  Registering jump thread around one or more intermediate blocks\n");
1195
1196   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e);
1197   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e2);
1198   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e3);
1199 }