OSDN Git Service

In gcc/objc/:
[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 Free Software Foundation,
3    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.  Block duplication can be further minimized by using
73    B instead of creating B' for one destination if all edges into B are
74    going to be threaded to a successor of B.
75
76    We further reduce the number of edges and statements we create by
77    not copying all the outgoing edges and the control statement in
78    step #1.  We instead create a template block without the outgoing
79    edges and duplicate the template.  */
80
81
82 /* Steps #5 and #6 of the above algorithm are best implemented by walking
83    all the incoming edges which thread to the same destination edge at
84    the same time.  That avoids lots of table lookups to get information
85    for the destination edge.
86
87    To realize that implementation we create a list of incoming edges
88    which thread to the same outgoing edge.  Thus to implement steps
89    #5 and #6 we traverse our hash table of outgoing edge information.
90    For each entry we walk the list of incoming edges which thread to
91    the current outgoing edge.  */
92
93 struct el
94 {
95   edge e;
96   struct el *next;
97 };
98
99 /* Main data structure recording information regarding B's duplicate
100    blocks.  */
101
102 /* We need to efficiently record the unique thread destinations of this
103    block and specific information associated with those destinations.  We
104    may have many incoming edges threaded to the same outgoing edge.  This
105    can be naturally implemented with a hash table.  */
106
107 struct redirection_data
108 {
109   /* A duplicate of B with the trailing control statement removed and which
110      targets a single successor of B.  */
111   basic_block dup_block;
112
113   /* An outgoing edge from B.  DUP_BLOCK will have OUTGOING_EDGE->dest as
114      its single successor.  */
115   edge outgoing_edge;
116
117   /* A list of incoming edges which we want to thread to
118      OUTGOING_EDGE->dest.  */
119   struct el *incoming_edges;
120
121   /* Flag indicating whether or not we should create a duplicate block
122      for this thread destination.  This is only true if we are threading
123      all incoming edges and thus are using BB itself as a duplicate block.  */
124   bool do_not_duplicate;
125 };
126
127 /* Main data structure to hold information for duplicates of BB.  */
128 static htab_t redirection_data;
129
130 /* Data structure of information to pass to hash table traversal routines.  */
131 struct local_info
132 {
133   /* The current block we are working on.  */
134   basic_block bb;
135
136   /* A template copy of BB with no outgoing edges or control statement that
137      we use for creating copies.  */
138   basic_block template_block;
139
140   /* TRUE if we thread one or more jumps, FALSE otherwise.  */
141   bool jumps_threaded;
142 };
143
144 /* Passes which use the jump threading code register jump threading
145    opportunities as they are discovered.  We keep the registered
146    jump threading opportunities in this vector as edge pairs
147    (original_edge, target_edge).  */
148 static VEC(edge,heap) *threaded_edges;
149
150
151 /* Jump threading statistics.  */
152
153 struct thread_stats_d
154 {
155   unsigned long num_threaded_edges;
156 };
157
158 struct thread_stats_d thread_stats;
159
160
161 /* Remove the last statement in block BB if it is a control statement
162    Also remove all outgoing edges except the edge which reaches DEST_BB.
163    If DEST_BB is NULL, then remove all outgoing edges.  */
164
165 static void
166 remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (basic_block bb, basic_block dest_bb)
167 {
168   gimple_stmt_iterator gsi;
169   edge e;
170   edge_iterator ei;
171
172   gsi = gsi_last_bb (bb);
173
174   /* If the duplicate ends with a control statement, then remove it.
175
176      Note that if we are duplicating the template block rather than the
177      original basic block, then the duplicate might not have any real
178      statements in it.  */
179   if (!gsi_end_p (gsi)
180       && gsi_stmt (gsi)
181       && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
182           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
183           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH))
184     gsi_remove (&gsi, true);
185
186   for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); )
187     {
188       if (e->dest != dest_bb)
189         remove_edge (e);
190       else
191         ei_next (&ei);
192     }
193 }
194
195 /* Create a duplicate of BB which only reaches the destination of the edge
196    stored in RD.  Record the duplicate block in RD.  */
197
198 static void
199 create_block_for_threading (basic_block bb, struct redirection_data *rd)
200 {
201   /* We can use the generic block duplication code and simply remove
202      the stuff we do not need.  */
203   rd->dup_block = duplicate_block (bb, NULL, NULL);
204
205   /* Zero out the profile, since the block is unreachable for now.  */
206   rd->dup_block->frequency = 0;
207   rd->dup_block->count = 0;
208
209   /* The call to duplicate_block will copy everything, including the
210      useless COND_EXPR or SWITCH_EXPR at the end of BB.  We just remove
211      the useless COND_EXPR or SWITCH_EXPR here rather than having a
212      specialized block copier.  We also remove all outgoing edges
213      from the duplicate block.  The appropriate edge will be created
214      later.  */
215   remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (rd->dup_block, NULL);
216 }
217
218 /* Hashing and equality routines for our hash table.  */
219 static hashval_t
220 redirection_data_hash (const void *p)
221 {
222   edge e = ((const struct redirection_data *)p)->outgoing_edge;
223   return e->dest->index;
224 }
225
226 static int
227 redirection_data_eq (const void *p1, const void *p2)
228 {
229   edge e1 = ((const struct redirection_data *)p1)->outgoing_edge;
230   edge e2 = ((const struct redirection_data *)p2)->outgoing_edge;
231
232   return e1 == e2;
233 }
234
235 /* Given an outgoing edge E lookup and return its entry in our hash table.
236
237    If INSERT is true, then we insert the entry into the hash table if
238    it is not already present.  INCOMING_EDGE is added to the list of incoming
239    edges associated with E in the hash table.  */
240
241 static struct redirection_data *
242 lookup_redirection_data (edge e, edge incoming_edge, enum insert_option insert)
243 {
244   void **slot;
245   struct redirection_data *elt;
246
247  /* Build a hash table element so we can see if E is already
248      in the table.  */
249   elt = XNEW (struct redirection_data);
250   elt->outgoing_edge = e;
251   elt->dup_block = NULL;
252   elt->do_not_duplicate = false;
253   elt->incoming_edges = NULL;
254
255   slot = htab_find_slot (redirection_data, elt, insert);
256
257   /* This will only happen if INSERT is false and the entry is not
258      in the hash table.  */
259   if (slot == NULL)
260     {
261       free (elt);
262       return NULL;
263     }
264
265   /* This will only happen if E was not in the hash table and
266      INSERT is true.  */
267   if (*slot == NULL)
268     {
269       *slot = (void *)elt;
270       elt->incoming_edges = XNEW (struct el);
271       elt->incoming_edges->e = incoming_edge;
272       elt->incoming_edges->next = NULL;
273       return elt;
274     }
275   /* E was in the hash table.  */
276   else
277     {
278       /* Free ELT as we do not need it anymore, we will extract the
279          relevant entry from the hash table itself.  */
280       free (elt);
281
282       /* Get the entry stored in the hash table.  */
283       elt = (struct redirection_data *) *slot;
284
285       /* If insertion was requested, then we need to add INCOMING_EDGE
286          to the list of incoming edges associated with E.  */
287       if (insert)
288         {
289           struct el *el = XNEW (struct el);
290           el->next = elt->incoming_edges;
291           el->e = incoming_edge;
292           elt->incoming_edges = el;
293         }
294
295       return elt;
296     }
297 }
298
299 /* Given a duplicate block and its single destination (both stored
300    in RD).  Create an edge between the duplicate and its single
301    destination.
302
303    Add an additional argument to any PHI nodes at the single
304    destination.  */
305
306 static void
307 create_edge_and_update_destination_phis (struct redirection_data *rd)
308 {
309   edge e = make_edge (rd->dup_block, rd->outgoing_edge->dest, EDGE_FALLTHRU);
310   gimple_stmt_iterator gsi;
311
312   rescan_loop_exit (e, true, false);
313   e->probability = REG_BR_PROB_BASE;
314   e->count = rd->dup_block->count;
315   e->aux = rd->outgoing_edge->aux;
316
317   /* If there are any PHI nodes at the destination of the outgoing edge
318      from the duplicate block, then we will need to add a new argument
319      to them.  The argument should have the same value as the argument
320      associated with the outgoing edge stored in RD.  */
321   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
322     {
323       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
324       source_location locus;
325       int indx = rd->outgoing_edge->dest_idx;
326
327       locus = gimple_phi_arg_location (phi, indx);
328       add_phi_arg (phi, gimple_phi_arg_def (phi, indx), e, locus);
329     }
330 }
331
332 /* Hash table traversal callback routine to create duplicate blocks.  */
333
334 static int
335 create_duplicates (void **slot, void *data)
336 {
337   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
338   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
339
340   /* If this entry should not have a duplicate created, then there's
341      nothing to do.  */
342   if (rd->do_not_duplicate)
343     return 1;
344
345   /* Create a template block if we have not done so already.  Otherwise
346      use the template to create a new block.  */
347   if (local_info->template_block == NULL)
348     {
349       create_block_for_threading (local_info->bb, rd);
350       local_info->template_block = rd->dup_block;
351
352       /* We do not create any outgoing edges for the template.  We will
353          take care of that in a later traversal.  That way we do not
354          create edges that are going to just be deleted.  */
355     }
356   else
357     {
358       create_block_for_threading (local_info->template_block, rd);
359
360       /* Go ahead and wire up outgoing edges and update PHIs for the duplicate
361          block.  */
362       create_edge_and_update_destination_phis (rd);
363     }
364
365   /* Keep walking the hash table.  */
366   return 1;
367 }
368
369 /* We did not create any outgoing edges for the template block during
370    block creation.  This hash table traversal callback creates the
371    outgoing edge for the template block.  */
372
373 static int
374 fixup_template_block (void **slot, void *data)
375 {
376   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
377   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
378
379   /* If this is the template block, then create its outgoing edges
380      and halt the hash table traversal.  */
381   if (rd->dup_block && rd->dup_block == local_info->template_block)
382     {
383       create_edge_and_update_destination_phis (rd);
384       return 0;
385     }
386
387   return 1;
388 }
389
390 /* Hash table traversal callback to redirect each incoming edge
391    associated with this hash table element to its new destination.  */
392
393 static int
394 redirect_edges (void **slot, void *data)
395 {
396   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
397   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
398   struct el *next, *el;
399
400   /* Walk over all the incoming edges associated associated with this
401      hash table entry.  */
402   for (el = rd->incoming_edges; el; el = next)
403     {
404       edge e = el->e;
405
406       /* Go ahead and free this element from the list.  Doing this now
407          avoids the need for another list walk when we destroy the hash
408          table.  */
409       next = el->next;
410       free (el);
411
412       /* Go ahead and clear E->aux.  It's not needed anymore and failure
413          to clear it will cause all kinds of unpleasant problems later.  */
414       e->aux = NULL;
415
416       thread_stats.num_threaded_edges++;
417
418       if (rd->dup_block)
419         {
420           edge e2;
421
422           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
423             fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
424                      e->src->index, e->dest->index, rd->dup_block->index);
425
426           rd->dup_block->count += e->count;
427           rd->dup_block->frequency += EDGE_FREQUENCY (e);
428           EDGE_SUCC (rd->dup_block, 0)->count += e->count;
429           /* Redirect the incoming edge to the appropriate duplicate
430              block.  */
431           e2 = redirect_edge_and_branch (e, rd->dup_block);
432           gcc_assert (e == e2);
433           flush_pending_stmts (e2);
434         }
435       else
436         {
437           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
438             fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
439                      e->src->index, e->dest->index, local_info->bb->index);
440
441           /* We are using BB as the duplicate.  Remove the unnecessary
442              outgoing edges and statements from BB.  */
443           remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (local_info->bb,
444                                               rd->outgoing_edge->dest);
445
446           /* Fixup the flags on the single remaining edge.  */
447           single_succ_edge (local_info->bb)->flags
448             &= ~(EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE | EDGE_ABNORMAL);
449           single_succ_edge (local_info->bb)->flags |= EDGE_FALLTHRU;
450
451           /* And adjust count and frequency on BB.  */
452           local_info->bb->count = e->count;
453           local_info->bb->frequency = EDGE_FREQUENCY (e);
454         }
455     }
456
457   /* Indicate that we actually threaded one or more jumps.  */
458   if (rd->incoming_edges)
459     local_info->jumps_threaded = true;
460
461   return 1;
462 }
463
464 /* Return true if this block has no executable statements other than
465    a simple ctrl flow instruction.  When the number of outgoing edges
466    is one, this is equivalent to a "forwarder" block.  */
467
468 static bool
469 redirection_block_p (basic_block bb)
470 {
471   gimple_stmt_iterator gsi;
472
473   /* Advance to the first executable statement.  */
474   gsi = gsi_start_bb (bb);
475   while (!gsi_end_p (gsi)
476          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_LABEL
477              || is_gimple_debug (gsi_stmt (gsi))
478              || gimple_nop_p (gsi_stmt (gsi))))
479     gsi_next (&gsi);
480
481   /* Check if this is an empty block.  */
482   if (gsi_end_p (gsi))
483     return true;
484
485   /* Test that we've reached the terminating control statement.  */
486   return gsi_stmt (gsi)
487          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
488              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
489              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH);
490 }
491
492 /* BB is a block which ends with a COND_EXPR or SWITCH_EXPR and when BB
493    is reached via one or more specific incoming edges, we know which
494    outgoing edge from BB will be traversed.
495
496    We want to redirect those incoming edges to the target of the
497    appropriate outgoing edge.  Doing so avoids a conditional branch
498    and may expose new optimization opportunities.  Note that we have
499    to update dominator tree and SSA graph after such changes.
500
501    The key to keeping the SSA graph update manageable is to duplicate
502    the side effects occurring in BB so that those side effects still
503    occur on the paths which bypass BB after redirecting edges.
504
505    We accomplish this by creating duplicates of BB and arranging for
506    the duplicates to unconditionally pass control to one specific
507    successor of BB.  We then revector the incoming edges into BB to
508    the appropriate duplicate of BB.
509
510    If NOLOOP_ONLY is true, we only perform the threading as long as it
511    does not affect the structure of the loops in a nontrivial way.  */
512
513 static bool
514 thread_block (basic_block bb, bool noloop_only)
515 {
516   /* E is an incoming edge into BB that we may or may not want to
517      redirect to a duplicate of BB.  */
518   edge e, e2;
519   edge_iterator ei;
520   struct local_info local_info;
521   struct loop *loop = bb->loop_father;
522
523   /* ALL indicates whether or not all incoming edges into BB should
524      be threaded to a duplicate of BB.  */
525   bool all = true;
526
527   /* To avoid scanning a linear array for the element we need we instead
528      use a hash table.  For normal code there should be no noticeable
529      difference.  However, if we have a block with a large number of
530      incoming and outgoing edges such linear searches can get expensive.  */
531   redirection_data = htab_create (EDGE_COUNT (bb->succs),
532                                   redirection_data_hash,
533                                   redirection_data_eq,
534                                   free);
535
536   /* If we thread the latch of the loop to its exit, the loop ceases to
537      exist.  Make sure we do not restrict ourselves in order to preserve
538      this loop.  */
539   if (loop->header == bb)
540     {
541       e = loop_latch_edge (loop);
542       e2 = (edge) e->aux;
543
544       if (e2 && loop_exit_edge_p (loop, e2))
545         {
546           loop->header = NULL;
547           loop->latch = NULL;
548         }
549     }
550
551   /* Record each unique threaded destination into a hash table for
552      efficient lookups.  */
553   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
554     {
555       e2 = (edge) e->aux;
556
557       if (!e2
558           /* If NOLOOP_ONLY is true, we only allow threading through the
559              header of a loop to exit edges.  */
560           || (noloop_only
561               && bb == bb->loop_father->header
562               && !loop_exit_edge_p (bb->loop_father, e2)))
563         {
564           all = false;
565           continue;
566         }
567
568       update_bb_profile_for_threading (e->dest, EDGE_FREQUENCY (e),
569                                        e->count, (edge) e->aux);
570
571       /* Insert the outgoing edge into the hash table if it is not
572          already in the hash table.  */
573       lookup_redirection_data (e2, e, INSERT);
574     }
575
576   /* If we are going to thread all incoming edges to an outgoing edge, then
577      BB will become unreachable.  Rather than just throwing it away, use
578      it for one of the duplicates.  Mark the first incoming edge with the
579      DO_NOT_DUPLICATE attribute.  */
580   if (all)
581     {
582       edge e = (edge) EDGE_PRED (bb, 0)->aux;
583       lookup_redirection_data (e, NULL, NO_INSERT)->do_not_duplicate = true;
584     }
585
586   /* We do not update dominance info.  */
587   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
588
589   /* Now create duplicates of BB.
590
591      Note that for a block with a high outgoing degree we can waste
592      a lot of time and memory creating and destroying useless edges.
593
594      So we first duplicate BB and remove the control structure at the
595      tail of the duplicate as well as all outgoing edges from the
596      duplicate.  We then use that duplicate block as a template for
597      the rest of the duplicates.  */
598   local_info.template_block = NULL;
599   local_info.bb = bb;
600   local_info.jumps_threaded = false;
601   htab_traverse (redirection_data, create_duplicates, &local_info);
602
603   /* The template does not have an outgoing edge.  Create that outgoing
604      edge and update PHI nodes as the edge's target as necessary.
605
606      We do this after creating all the duplicates to avoid creating
607      unnecessary edges.  */
608   htab_traverse (redirection_data, fixup_template_block, &local_info);
609
610   /* The hash table traversals above created the duplicate blocks (and the
611      statements within the duplicate blocks).  This loop creates PHI nodes for
612      the duplicated blocks and redirects the incoming edges into BB to reach
613      the duplicates of BB.  */
614   htab_traverse (redirection_data, redirect_edges, &local_info);
615
616   /* Done with this block.  Clear REDIRECTION_DATA.  */
617   htab_delete (redirection_data);
618   redirection_data = NULL;
619
620   /* Indicate to our caller whether or not any jumps were threaded.  */
621   return local_info.jumps_threaded;
622 }
623
624 /* Threads edge E through E->dest to the edge E->aux.  Returns the copy
625    of E->dest created during threading, or E->dest if it was not necessary
626    to copy it (E is its single predecessor).  */
627
628 static basic_block
629 thread_single_edge (edge e)
630 {
631   basic_block bb = e->dest;
632   edge eto = (edge) e->aux;
633   struct redirection_data rd;
634
635   e->aux = NULL;
636
637   thread_stats.num_threaded_edges++;
638
639   if (single_pred_p (bb))
640     {
641       /* If BB has just a single predecessor, we should only remove the
642          control statements at its end, and successors except for ETO.  */
643       remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (bb, eto->dest);
644
645       /* And fixup the flags on the single remaining edge.  */
646       eto->flags &= ~(EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE | EDGE_ABNORMAL);
647       eto->flags |= EDGE_FALLTHRU;
648
649       return bb;
650     }
651
652   /* Otherwise, we need to create a copy.  */
653   update_bb_profile_for_threading (bb, EDGE_FREQUENCY (e), e->count, eto);
654
655   rd.outgoing_edge = eto;
656
657   create_block_for_threading (bb, &rd);
658   create_edge_and_update_destination_phis (&rd);
659
660   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
661     fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
662              e->src->index, e->dest->index, rd.dup_block->index);
663
664   rd.dup_block->count = e->count;
665   rd.dup_block->frequency = EDGE_FREQUENCY (e);
666   single_succ_edge (rd.dup_block)->count = e->count;
667   redirect_edge_and_branch (e, rd.dup_block);
668   flush_pending_stmts (e);
669
670   return rd.dup_block;
671 }
672
673 /* Callback for dfs_enumerate_from.  Returns true if BB is different
674    from STOP and DBDS_CE_STOP.  */
675
676 static basic_block dbds_ce_stop;
677 static bool
678 dbds_continue_enumeration_p (const_basic_block bb, const void *stop)
679 {
680   return (bb != (const_basic_block) stop
681           && bb != dbds_ce_stop);
682 }
683
684 /* Evaluates the dominance relationship of latch of the LOOP and BB, and
685    returns the state.  */
686
687 enum bb_dom_status
688 {
689   /* BB does not dominate latch of the LOOP.  */
690   DOMST_NONDOMINATING,
691   /* The LOOP is broken (there is no path from the header to its latch.  */
692   DOMST_LOOP_BROKEN,
693   /* BB dominates the latch of the LOOP.  */
694   DOMST_DOMINATING
695 };
696
697 static enum bb_dom_status
698 determine_bb_domination_status (struct loop *loop, basic_block bb)
699 {
700   basic_block *bblocks;
701   unsigned nblocks, i;
702   bool bb_reachable = false;
703   edge_iterator ei;
704   edge e;
705
706 #ifdef ENABLE_CHECKING
707   /* This function assumes BB is a successor of LOOP->header.  */
708     {
709       bool ok = false;
710
711       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
712         {
713           if (e->src == loop->header)
714             {
715               ok = true;
716               break;
717             }
718         }
719
720       gcc_assert (ok);
721     }
722 #endif
723
724   if (bb == loop->latch)
725     return DOMST_DOMINATING;
726
727   /* Check that BB dominates LOOP->latch, and that it is back-reachable
728      from it.  */
729
730   bblocks = XCNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
731   dbds_ce_stop = loop->header;
732   nblocks = dfs_enumerate_from (loop->latch, 1, dbds_continue_enumeration_p,
733                                 bblocks, loop->num_nodes, bb);
734   for (i = 0; i < nblocks; i++)
735     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bblocks[i]->preds)
736       {
737         if (e->src == loop->header)
738           {
739             free (bblocks);
740             return DOMST_NONDOMINATING;
741           }
742         if (e->src == bb)
743           bb_reachable = true;
744       }
745
746   free (bblocks);
747   return (bb_reachable ? DOMST_DOMINATING : DOMST_LOOP_BROKEN);
748 }
749
750 /* Thread jumps through the header of LOOP.  Returns true if cfg changes.
751    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading from entry edges
752    to the inside of the loop.  */
753
754 static bool
755 thread_through_loop_header (struct loop *loop, bool may_peel_loop_headers)
756 {
757   basic_block header = loop->header;
758   edge e, tgt_edge, latch = loop_latch_edge (loop);
759   edge_iterator ei;
760   basic_block tgt_bb, atgt_bb;
761   enum bb_dom_status domst;
762
763   /* We have already threaded through headers to exits, so all the threading
764      requests now are to the inside of the loop.  We need to avoid creating
765      irreducible regions (i.e., loops with more than one entry block), and
766      also loop with several latch edges, or new subloops of the loop (although
767      there are cases where it might be appropriate, it is difficult to decide,
768      and doing it wrongly may confuse other optimizers).
769
770      We could handle more general cases here.  However, the intention is to
771      preserve some information about the loop, which is impossible if its
772      structure changes significantly, in a way that is not well understood.
773      Thus we only handle few important special cases, in which also updating
774      of the loop-carried information should be feasible:
775
776      1) Propagation of latch edge to a block that dominates the latch block
777         of a loop.  This aims to handle the following idiom:
778
779         first = 1;
780         while (1)
781           {
782             if (first)
783               initialize;
784             first = 0;
785             body;
786           }
787
788         After threading the latch edge, this becomes
789
790         first = 1;
791         if (first)
792           initialize;
793         while (1)
794           {
795             first = 0;
796             body;
797           }
798
799         The original header of the loop is moved out of it, and we may thread
800         the remaining edges through it without further constraints.
801
802      2) All entry edges are propagated to a single basic block that dominates
803         the latch block of the loop.  This aims to handle the following idiom
804         (normally created for "for" loops):
805
806         i = 0;
807         while (1)
808           {
809             if (i >= 100)
810               break;
811             body;
812             i++;
813           }
814
815         This becomes
816
817         i = 0;
818         while (1)
819           {
820             body;
821             i++;
822             if (i >= 100)
823               break;
824           }
825      */
826
827   /* Threading through the header won't improve the code if the header has just
828      one successor.  */
829   if (single_succ_p (header))
830     goto fail;
831
832   if (latch->aux)
833     {
834       tgt_edge = (edge) latch->aux;
835       tgt_bb = tgt_edge->dest;
836     }
837   else if (!may_peel_loop_headers
838            && !redirection_block_p (loop->header))
839     goto fail;
840   else
841     {
842       tgt_bb = NULL;
843       tgt_edge = NULL;
844       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
845         {
846           if (!e->aux)
847             {
848               if (e == latch)
849                 continue;
850
851               /* If latch is not threaded, and there is a header
852                  edge that is not threaded, we would create loop
853                  with multiple entries.  */
854               goto fail;
855             }
856
857           tgt_edge = (edge) e->aux;
858           atgt_bb = tgt_edge->dest;
859           if (!tgt_bb)
860             tgt_bb = atgt_bb;
861           /* Two targets of threading would make us create loop
862              with multiple entries.  */
863           else if (tgt_bb != atgt_bb)
864             goto fail;
865         }
866
867       if (!tgt_bb)
868         {
869           /* There are no threading requests.  */
870           return false;
871         }
872
873       /* Redirecting to empty loop latch is useless.  */
874       if (tgt_bb == loop->latch
875           && empty_block_p (loop->latch))
876         goto fail;
877     }
878
879   /* The target block must dominate the loop latch, otherwise we would be
880      creating a subloop.  */
881   domst = determine_bb_domination_status (loop, tgt_bb);
882   if (domst == DOMST_NONDOMINATING)
883     goto fail;
884   if (domst == DOMST_LOOP_BROKEN)
885     {
886       /* If the loop ceased to exist, mark it as such, and thread through its
887          original header.  */
888       loop->header = NULL;
889       loop->latch = NULL;
890       return thread_block (header, false);
891     }
892
893   if (tgt_bb->loop_father->header == tgt_bb)
894     {
895       /* If the target of the threading is a header of a subloop, we need
896          to create a preheader for it, so that the headers of the two loops
897          do not merge.  */
898       if (EDGE_COUNT (tgt_bb->preds) > 2)
899         {
900           tgt_bb = create_preheader (tgt_bb->loop_father, 0);
901           gcc_assert (tgt_bb != NULL);
902         }
903       else
904         tgt_bb = split_edge (tgt_edge);
905     }
906
907   if (latch->aux)
908     {
909       /* First handle the case latch edge is redirected.  */
910       loop->latch = thread_single_edge (latch);
911       gcc_assert (single_succ (loop->latch) == tgt_bb);
912       loop->header = tgt_bb;
913
914       /* Thread the remaining edges through the former header.  */
915       thread_block (header, false);
916     }
917   else
918     {
919       basic_block new_preheader;
920
921       /* Now consider the case entry edges are redirected to the new entry
922          block.  Remember one entry edge, so that we can find the new
923         preheader (its destination after threading).  */
924       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
925         {
926           if (e->aux)
927             break;
928         }
929
930       /* The duplicate of the header is the new preheader of the loop.  Ensure
931          that it is placed correctly in the loop hierarchy.  */
932       set_loop_copy (loop, loop_outer (loop));
933
934       thread_block (header, false);
935       set_loop_copy (loop, NULL);
936       new_preheader = e->dest;
937
938       /* Create the new latch block.  This is always necessary, as the latch
939          must have only a single successor, but the original header had at
940          least two successors.  */
941       loop->latch = NULL;
942       mfb_kj_edge = single_succ_edge (new_preheader);
943       loop->header = mfb_kj_edge->dest;
944       latch = make_forwarder_block (tgt_bb, mfb_keep_just, NULL);
945       loop->header = latch->dest;
946       loop->latch = latch->src;
947     }
948
949   return true;
950
951 fail:
952   /* We failed to thread anything.  Cancel the requests.  */
953   FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
954     {
955       e->aux = NULL;
956     }
957   return false;
958 }
959
960 /* Walk through the registered jump threads and convert them into a
961    form convenient for this pass.
962
963    Any block which has incoming edges threaded to outgoing edges
964    will have its entry in THREADED_BLOCK set.
965
966    Any threaded edge will have its new outgoing edge stored in the
967    original edge's AUX field.
968
969    This form avoids the need to walk all the edges in the CFG to
970    discover blocks which need processing and avoids unnecessary
971    hash table lookups to map from threaded edge to new target.  */
972
973 static void
974 mark_threaded_blocks (bitmap threaded_blocks)
975 {
976   unsigned int i;
977   bitmap_iterator bi;
978   bitmap tmp = BITMAP_ALLOC (NULL);
979   basic_block bb;
980   edge e;
981   edge_iterator ei;
982
983   for (i = 0; i < VEC_length (edge, threaded_edges); i += 2)
984     {
985       edge e = VEC_index (edge, threaded_edges, i);
986       edge e2 = VEC_index (edge, threaded_edges, i + 1);
987
988       e->aux = e2;
989       bitmap_set_bit (tmp, e->dest->index);
990     }
991
992   /* If optimizing for size, only thread through block if we don't have
993      to duplicate it or it's an otherwise empty redirection block.  */
994   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
995     {
996       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
997         {
998           bb = BASIC_BLOCK (i);
999           if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 1
1000               && !redirection_block_p (bb))
1001             {
1002               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1003                       e->aux = NULL;
1004             }
1005           else
1006             bitmap_set_bit (threaded_blocks, i);
1007         }
1008     }
1009   else
1010     bitmap_copy (threaded_blocks, tmp);
1011
1012   BITMAP_FREE(tmp);
1013 }
1014
1015
1016 /* Walk through all blocks and thread incoming edges to the appropriate
1017    outgoing edge for each edge pair recorded in THREADED_EDGES.
1018
1019    It is the caller's responsibility to fix the dominance information
1020    and rewrite duplicated SSA_NAMEs back into SSA form.
1021
1022    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading edges through
1023    loop headers if it does not simplify the loop.
1024
1025    Returns true if one or more edges were threaded, false otherwise.  */
1026
1027 bool
1028 thread_through_all_blocks (bool may_peel_loop_headers)
1029 {
1030   bool retval = false;
1031   unsigned int i;
1032   bitmap_iterator bi;
1033   bitmap threaded_blocks;
1034   struct loop *loop;
1035   loop_iterator li;
1036
1037   /* We must know about loops in order to preserve them.  */
1038   gcc_assert (current_loops != NULL);
1039
1040   if (threaded_edges == NULL)
1041     return false;
1042
1043   threaded_blocks = BITMAP_ALLOC (NULL);
1044   memset (&thread_stats, 0, sizeof (thread_stats));
1045
1046   mark_threaded_blocks (threaded_blocks);
1047
1048   initialize_original_copy_tables ();
1049
1050   /* First perform the threading requests that do not affect
1051      loop structure.  */
1052   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (threaded_blocks, 0, i, bi)
1053     {
1054       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
1055
1056       if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 0)
1057         retval |= thread_block (bb, true);
1058     }
1059
1060   /* Then perform the threading through loop headers.  We start with the
1061      innermost loop, so that the changes in cfg we perform won't affect
1062      further threading.  */
1063   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1064     {
1065       if (!loop->header
1066           || !bitmap_bit_p (threaded_blocks, loop->header->index))
1067         continue;
1068
1069       retval |= thread_through_loop_header (loop, may_peel_loop_headers);
1070     }
1071
1072   statistics_counter_event (cfun, "Jumps threaded",
1073                             thread_stats.num_threaded_edges);
1074
1075   free_original_copy_tables ();
1076
1077   BITMAP_FREE (threaded_blocks);
1078   threaded_blocks = NULL;
1079   VEC_free (edge, heap, threaded_edges);
1080   threaded_edges = NULL;
1081
1082   if (retval)
1083     loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
1084
1085   return retval;
1086 }
1087
1088 /* Register a jump threading opportunity.  We queue up all the jump
1089    threading opportunities discovered by a pass and update the CFG
1090    and SSA form all at once.
1091
1092    E is the edge we can thread, E2 is the new target edge, i.e., we
1093    are effectively recording that E->dest can be changed to E2->dest
1094    after fixing the SSA graph.  */
1095
1096 void
1097 register_jump_thread (edge e, edge e2)
1098 {
1099   if (threaded_edges == NULL)
1100     threaded_edges = VEC_alloc (edge, heap, 10);
1101
1102   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e);
1103   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e2);
1104 }