OSDN Git Service

2009-08-14 Paolo Bonzini <bonzini@gnu.org>
[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 "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "ggc.h"
30 #include "basic-block.h"
31 #include "output.h"
32 #include "expr.h"
33 #include "function.h"
34 #include "diagnostic.h"
35 #include "tree-flow.h"
36 #include "tree-dump.h"
37 #include "tree-pass.h"
38 #include "cfgloop.h"
39
40 /* Given a block B, update the CFG and SSA graph to reflect redirecting
41    one or more in-edges to B to instead reach the destination of an
42    out-edge from B while preserving any side effects in B.
43
44    i.e., given A->B and B->C, change A->B to be A->C yet still preserve the
45    side effects of executing B.
46
47      1. Make a copy of B (including its outgoing edges and statements).  Call
48         the copy B'.  Note B' has no incoming edges or PHIs at this time.
49
50      2. Remove the control statement at the end of B' and all outgoing edges
51         except B'->C.
52
53      3. Add a new argument to each PHI in C with the same value as the existing
54         argument associated with edge B->C.  Associate the new PHI arguments
55         with the edge B'->C.
56
57      4. For each PHI in B, find or create a PHI in B' with an identical
58         PHI_RESULT.  Add an argument to the PHI in B' which has the same
59         value as the PHI in B associated with the edge A->B.  Associate
60         the new argument in the PHI in B' with the edge A->B.
61
62      5. Change the edge A->B to A->B'.
63
64         5a. This automatically deletes any PHI arguments associated with the
65             edge A->B in B.
66
67         5b. This automatically associates each new argument added in step 4
68             with the edge A->B'.
69
70      6. Repeat for other incoming edges into B.
71
72      7. Put the duplicated resources in B and all the B' blocks into SSA form.
73
74    Note that block duplication can be minimized by first collecting the
75    set of unique destination blocks that the incoming edges should
76    be threaded to.  Block duplication can be further minimized by using
77    B instead of creating B' for one destination if all edges into B are
78    going to be threaded to a successor of B.
79
80    We further reduce the number of edges and statements we create by
81    not copying all the outgoing edges and the control statement in
82    step #1.  We instead create a template block without the outgoing
83    edges and duplicate the template.  */
84
85
86 /* Steps #5 and #6 of the above algorithm are best implemented by walking
87    all the incoming edges which thread to the same destination edge at
88    the same time.  That avoids lots of table lookups to get information
89    for the destination edge.
90
91    To realize that implementation we create a list of incoming edges
92    which thread to the same outgoing edge.  Thus to implement steps
93    #5 and #6 we traverse our hash table of outgoing edge information.
94    For each entry we walk the list of incoming edges which thread to
95    the current outgoing edge.  */
96
97 struct el
98 {
99   edge e;
100   struct el *next;
101 };
102
103 /* Main data structure recording information regarding B's duplicate
104    blocks.  */
105
106 /* We need to efficiently record the unique thread destinations of this
107    block and specific information associated with those destinations.  We
108    may have many incoming edges threaded to the same outgoing edge.  This
109    can be naturally implemented with a hash table.  */
110
111 struct redirection_data
112 {
113   /* A duplicate of B with the trailing control statement removed and which
114      targets a single successor of B.  */
115   basic_block dup_block;
116
117   /* An outgoing edge from B.  DUP_BLOCK will have OUTGOING_EDGE->dest as
118      its single successor.  */
119   edge outgoing_edge;
120
121   /* A list of incoming edges which we want to thread to
122      OUTGOING_EDGE->dest.  */
123   struct el *incoming_edges;
124
125   /* Flag indicating whether or not we should create a duplicate block
126      for this thread destination.  This is only true if we are threading
127      all incoming edges and thus are using BB itself as a duplicate block.  */
128   bool do_not_duplicate;
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
155 /* Jump threading statistics.  */
156
157 struct thread_stats_d
158 {
159   unsigned long num_threaded_edges;
160 };
161
162 struct thread_stats_d thread_stats;
163
164
165 /* Remove the last statement in block BB if it is a control statement
166    Also remove all outgoing edges except the edge which reaches DEST_BB.
167    If DEST_BB is NULL, then remove all outgoing edges.  */
168
169 static void
170 remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (basic_block bb, basic_block dest_bb)
171 {
172   gimple_stmt_iterator gsi;
173   edge e;
174   edge_iterator ei;
175
176   gsi = gsi_last_bb (bb);
177
178   /* If the duplicate ends with a control statement, then remove it.
179
180      Note that if we are duplicating the template block rather than the
181      original basic block, then the duplicate might not have any real
182      statements in it.  */
183   if (!gsi_end_p (gsi)
184       && gsi_stmt (gsi)
185       && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
186           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
187           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH))
188     gsi_remove (&gsi, true);
189
190   for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); )
191     {
192       if (e->dest != dest_bb)
193         remove_edge (e);
194       else
195         ei_next (&ei);
196     }
197 }
198
199 /* Create a duplicate of BB which only reaches the destination of the edge
200    stored in RD.  Record the duplicate block in RD.  */
201
202 static void
203 create_block_for_threading (basic_block bb, struct redirection_data *rd)
204 {
205   /* We can use the generic block duplication code and simply remove
206      the stuff we do not need.  */
207   rd->dup_block = duplicate_block (bb, NULL, NULL);
208
209   /* Zero out the profile, since the block is unreachable for now.  */
210   rd->dup_block->frequency = 0;
211   rd->dup_block->count = 0;
212
213   /* The call to duplicate_block will copy everything, including the
214      useless COND_EXPR or SWITCH_EXPR at the end of BB.  We just remove
215      the useless COND_EXPR or SWITCH_EXPR here rather than having a
216      specialized block copier.  We also remove all outgoing edges
217      from the duplicate block.  The appropriate edge will be created
218      later.  */
219   remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (rd->dup_block, NULL);
220 }
221
222 /* Hashing and equality routines for our hash table.  */
223 static hashval_t
224 redirection_data_hash (const void *p)
225 {
226   edge e = ((const struct redirection_data *)p)->outgoing_edge;
227   return e->dest->index;
228 }
229
230 static int
231 redirection_data_eq (const void *p1, const void *p2)
232 {
233   edge e1 = ((const struct redirection_data *)p1)->outgoing_edge;
234   edge e2 = ((const struct redirection_data *)p2)->outgoing_edge;
235
236   return e1 == e2;
237 }
238
239 /* Given an outgoing edge E lookup and return its entry in our hash table.
240
241    If INSERT is true, then we insert the entry into the hash table if
242    it is not already present.  INCOMING_EDGE is added to the list of incoming
243    edges associated with E in the hash table.  */
244
245 static struct redirection_data *
246 lookup_redirection_data (edge e, edge incoming_edge, enum insert_option insert)
247 {
248   void **slot;
249   struct redirection_data *elt;
250
251  /* Build a hash table element so we can see if E is already
252      in the table.  */
253   elt = XNEW (struct redirection_data);
254   elt->outgoing_edge = e;
255   elt->dup_block = NULL;
256   elt->do_not_duplicate = false;
257   elt->incoming_edges = NULL;
258
259   slot = htab_find_slot (redirection_data, elt, insert);
260
261   /* This will only happen if INSERT is false and the entry is not
262      in the hash table.  */
263   if (slot == NULL)
264     {
265       free (elt);
266       return NULL;
267     }
268
269   /* This will only happen if E was not in the hash table and
270      INSERT is true.  */
271   if (*slot == NULL)
272     {
273       *slot = (void *)elt;
274       elt->incoming_edges = XNEW (struct el);
275       elt->incoming_edges->e = incoming_edge;
276       elt->incoming_edges->next = NULL;
277       return elt;
278     }
279   /* E was in the hash table.  */
280   else
281     {
282       /* Free ELT as we do not need it anymore, we will extract the
283          relevant entry from the hash table itself.  */
284       free (elt);
285
286       /* Get the entry stored in the hash table.  */
287       elt = (struct redirection_data *) *slot;
288
289       /* If insertion was requested, then we need to add INCOMING_EDGE
290          to the list of incoming edges associated with E.  */
291       if (insert)
292         {
293           struct el *el = XNEW (struct el);
294           el->next = elt->incoming_edges;
295           el->e = incoming_edge;
296           elt->incoming_edges = el;
297         }
298
299       return elt;
300     }
301 }
302
303 /* Given a duplicate block and its single destination (both stored
304    in RD).  Create an edge between the duplicate and its single
305    destination.
306
307    Add an additional argument to any PHI nodes at the single
308    destination.  */
309
310 static void
311 create_edge_and_update_destination_phis (struct redirection_data *rd)
312 {
313   edge e = make_edge (rd->dup_block, rd->outgoing_edge->dest, EDGE_FALLTHRU);
314   gimple_stmt_iterator gsi;
315
316   rescan_loop_exit (e, true, false);
317   e->probability = REG_BR_PROB_BASE;
318   e->count = rd->dup_block->count;
319   e->aux = rd->outgoing_edge->aux;
320
321   /* If there are any PHI nodes at the destination of the outgoing edge
322      from the duplicate block, then we will need to add a new argument
323      to them.  The argument should have the same value as the argument
324      associated with the outgoing edge stored in RD.  */
325   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
326     {
327       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
328       source_location locus;
329       int indx = rd->outgoing_edge->dest_idx;
330
331       locus = gimple_phi_arg_location (phi, indx);
332       add_phi_arg (phi, gimple_phi_arg_def (phi, indx), e, locus);
333     }
334 }
335
336 /* Hash table traversal callback routine to create duplicate blocks.  */
337
338 static int
339 create_duplicates (void **slot, void *data)
340 {
341   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
342   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
343
344   /* If this entry should not have a duplicate created, then there's
345      nothing to do.  */
346   if (rd->do_not_duplicate)
347     return 1;
348
349   /* Create a template block if we have not done so already.  Otherwise
350      use the template to create a new block.  */
351   if (local_info->template_block == NULL)
352     {
353       create_block_for_threading (local_info->bb, rd);
354       local_info->template_block = rd->dup_block;
355
356       /* We do not create any outgoing edges for the template.  We will
357          take care of that in a later traversal.  That way we do not
358          create edges that are going to just be deleted.  */
359     }
360   else
361     {
362       create_block_for_threading (local_info->template_block, rd);
363
364       /* Go ahead and wire up outgoing edges and update PHIs for the duplicate
365          block.  */
366       create_edge_and_update_destination_phis (rd);
367     }
368
369   /* Keep walking the hash table.  */
370   return 1;
371 }
372
373 /* We did not create any outgoing edges for the template block during
374    block creation.  This hash table traversal callback creates the
375    outgoing edge for the template block.  */
376
377 static int
378 fixup_template_block (void **slot, void *data)
379 {
380   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
381   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
382
383   /* If this is the template block, then create its outgoing edges
384      and halt the hash table traversal.  */
385   if (rd->dup_block && rd->dup_block == local_info->template_block)
386     {
387       create_edge_and_update_destination_phis (rd);
388       return 0;
389     }
390
391   return 1;
392 }
393
394 /* Hash table traversal callback to redirect each incoming edge
395    associated with this hash table element to its new destination.  */
396
397 static int
398 redirect_edges (void **slot, void *data)
399 {
400   struct redirection_data *rd = (struct redirection_data *) *slot;
401   struct local_info *local_info = (struct local_info *)data;
402   struct el *next, *el;
403
404   /* Walk over all the incoming edges associated associated with this
405      hash table entry.  */
406   for (el = rd->incoming_edges; el; el = next)
407     {
408       edge e = el->e;
409
410       /* Go ahead and free this element from the list.  Doing this now
411          avoids the need for another list walk when we destroy the hash
412          table.  */
413       next = el->next;
414       free (el);
415
416       /* Go ahead and clear E->aux.  It's not needed anymore and failure
417          to clear it will cause all kinds of unpleasant problems later.  */
418       e->aux = NULL;
419
420       thread_stats.num_threaded_edges++;
421
422       if (rd->dup_block)
423         {
424           edge e2;
425
426           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
427             fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
428                      e->src->index, e->dest->index, rd->dup_block->index);
429
430           rd->dup_block->count += e->count;
431           rd->dup_block->frequency += EDGE_FREQUENCY (e);
432           EDGE_SUCC (rd->dup_block, 0)->count += e->count;
433           /* Redirect the incoming edge to the appropriate duplicate
434              block.  */
435           e2 = redirect_edge_and_branch (e, rd->dup_block);
436           gcc_assert (e == e2);
437           flush_pending_stmts (e2);
438         }
439       else
440         {
441           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
442             fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
443                      e->src->index, e->dest->index, local_info->bb->index);
444
445           /* We are using BB as the duplicate.  Remove the unnecessary
446              outgoing edges and statements from BB.  */
447           remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (local_info->bb,
448                                               rd->outgoing_edge->dest);
449
450           /* Fixup the flags on the single remaining edge.  */
451           single_succ_edge (local_info->bb)->flags
452             &= ~(EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE | EDGE_ABNORMAL);
453           single_succ_edge (local_info->bb)->flags |= EDGE_FALLTHRU;
454
455           /* And adjust count and frequency on BB.  */
456           local_info->bb->count = e->count;
457           local_info->bb->frequency = EDGE_FREQUENCY (e);
458         }
459     }
460
461   /* Indicate that we actually threaded one or more jumps.  */
462   if (rd->incoming_edges)
463     local_info->jumps_threaded = true;
464
465   return 1;
466 }
467
468 /* Return true if this block has no executable statements other than
469    a simple ctrl flow instruction.  When the number of outgoing edges
470    is one, this is equivalent to a "forwarder" block.  */
471
472 static bool
473 redirection_block_p (basic_block bb)
474 {
475   gimple_stmt_iterator gsi;
476
477   /* Advance to the first executable statement.  */
478   gsi = gsi_start_bb (bb);
479   while (!gsi_end_p (gsi)
480          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_LABEL
481              || gimple_nop_p (gsi_stmt (gsi))))
482     gsi_next (&gsi);
483   
484   /* Check if this is an empty block.  */
485   if (gsi_end_p (gsi))
486     return true;
487
488   /* Test that we've reached the terminating control statement.  */
489   return gsi_stmt (gsi)
490          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
491              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
492              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH);
493 }
494
495 /* BB is a block which ends with a COND_EXPR or SWITCH_EXPR and when BB
496    is reached via one or more specific incoming edges, we know which
497    outgoing edge from BB will be traversed.
498
499    We want to redirect those incoming edges to the target of the
500    appropriate outgoing edge.  Doing so avoids a conditional branch
501    and may expose new optimization opportunities.  Note that we have
502    to update dominator tree and SSA graph after such changes.
503
504    The key to keeping the SSA graph update manageable is to duplicate
505    the side effects occurring in BB so that those side effects still
506    occur on the paths which bypass BB after redirecting edges.
507
508    We accomplish this by creating duplicates of BB and arranging for
509    the duplicates to unconditionally pass control to one specific
510    successor of BB.  We then revector the incoming edges into BB to
511    the appropriate duplicate of BB.
512
513    If NOLOOP_ONLY is true, we only perform the threading as long as it
514    does not affect the structure of the loops in a nontrivial way.  */
515
516 static bool
517 thread_block (basic_block bb, bool noloop_only)
518 {
519   /* E is an incoming edge into BB that we may or may not want to
520      redirect to a duplicate of BB.  */
521   edge e, e2;
522   edge_iterator ei;
523   struct local_info local_info;
524   struct loop *loop = bb->loop_father;
525
526   /* ALL indicates whether or not all incoming edges into BB should
527      be threaded to a duplicate of BB.  */
528   bool all = true;
529
530   /* To avoid scanning a linear array for the element we need we instead
531      use a hash table.  For normal code there should be no noticeable
532      difference.  However, if we have a block with a large number of
533      incoming and outgoing edges such linear searches can get expensive.  */
534   redirection_data = htab_create (EDGE_COUNT (bb->succs),
535                                   redirection_data_hash,
536                                   redirection_data_eq,
537                                   free);
538
539   /* If we thread the latch of the loop to its exit, the loop ceases to
540      exist.  Make sure we do not restrict ourselves in order to preserve
541      this loop.  */
542   if (loop->header == bb)
543     {
544       e = loop_latch_edge (loop);
545       e2 = (edge) e->aux;
546
547       if (e2 && loop_exit_edge_p (loop, e2))
548         {
549           loop->header = NULL;
550           loop->latch = NULL;
551         }
552     }
553
554   /* Record each unique threaded destination into a hash table for
555      efficient lookups.  */
556   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
557     {
558       e2 = (edge) e->aux;
559
560       if (!e2
561           /* If NOLOOP_ONLY is true, we only allow threading through the
562              header of a loop to exit edges.  */
563           || (noloop_only
564               && bb == bb->loop_father->header
565               && !loop_exit_edge_p (bb->loop_father, e2)))
566         {
567           all = false;
568           continue;
569         }
570
571       update_bb_profile_for_threading (e->dest, EDGE_FREQUENCY (e),
572                                        e->count, (edge) e->aux);
573
574       /* Insert the outgoing edge into the hash table if it is not
575          already in the hash table.  */
576       lookup_redirection_data (e2, e, INSERT);
577     }
578
579   /* If we are going to thread all incoming edges to an outgoing edge, then
580      BB will become unreachable.  Rather than just throwing it away, use
581      it for one of the duplicates.  Mark the first incoming edge with the
582      DO_NOT_DUPLICATE attribute.  */
583   if (all)
584     {
585       edge e = (edge) EDGE_PRED (bb, 0)->aux;
586       lookup_redirection_data (e, NULL, NO_INSERT)->do_not_duplicate = true;
587     }
588
589   /* We do not update dominance info.  */
590   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
591
592   /* Now create duplicates of BB.
593
594      Note that for a block with a high outgoing degree we can waste
595      a lot of time and memory creating and destroying useless edges.
596
597      So we first duplicate BB and remove the control structure at the
598      tail of the duplicate as well as all outgoing edges from the
599      duplicate.  We then use that duplicate block as a template for
600      the rest of the duplicates.  */
601   local_info.template_block = NULL;
602   local_info.bb = bb;
603   local_info.jumps_threaded = false;
604   htab_traverse (redirection_data, create_duplicates, &local_info);
605
606   /* The template does not have an outgoing edge.  Create that outgoing
607      edge and update PHI nodes as the edge's target as necessary.
608
609      We do this after creating all the duplicates to avoid creating
610      unnecessary edges.  */
611   htab_traverse (redirection_data, fixup_template_block, &local_info);
612
613   /* The hash table traversals above created the duplicate blocks (and the
614      statements within the duplicate blocks).  This loop creates PHI nodes for
615      the duplicated blocks and redirects the incoming edges into BB to reach
616      the duplicates of BB.  */
617   htab_traverse (redirection_data, redirect_edges, &local_info);
618
619   /* Done with this block.  Clear REDIRECTION_DATA.  */
620   htab_delete (redirection_data);
621   redirection_data = NULL;
622
623   /* Indicate to our caller whether or not any jumps were threaded.  */
624   return local_info.jumps_threaded;
625 }
626
627 /* Threads edge E through E->dest to the edge E->aux.  Returns the copy
628    of E->dest created during threading, or E->dest if it was not necessary
629    to copy it (E is its single predecessor).  */
630
631 static basic_block
632 thread_single_edge (edge e)
633 {
634   basic_block bb = e->dest;
635   edge eto = (edge) e->aux;
636   struct redirection_data rd;
637   struct local_info local_info;
638
639   e->aux = NULL;
640
641   thread_stats.num_threaded_edges++;
642
643   if (single_pred_p (bb))
644     {
645       /* If BB has just a single predecessor, we should only remove the
646          control statements at its end, and successors except for ETO.  */
647       remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (bb, eto->dest);
648
649       /* And fixup the flags on the single remaining edge.  */
650       eto->flags &= ~(EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE | EDGE_ABNORMAL);
651       eto->flags |= EDGE_FALLTHRU;
652
653       return bb;
654     }
655
656   /* Otherwise, we need to create a copy.  */
657   update_bb_profile_for_threading (bb, EDGE_FREQUENCY (e), e->count, eto);
658
659   local_info.bb = bb;
660   rd.outgoing_edge = eto;
661
662   create_block_for_threading (bb, &rd);
663   create_edge_and_update_destination_phis (&rd);
664
665   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
666     fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
667              e->src->index, e->dest->index, rd.dup_block->index);
668
669   rd.dup_block->count = e->count;
670   rd.dup_block->frequency = EDGE_FREQUENCY (e);
671   single_succ_edge (rd.dup_block)->count = e->count;
672   redirect_edge_and_branch (e, rd.dup_block);
673   flush_pending_stmts (e);
674
675   return rd.dup_block;
676 }
677
678 /* Callback for dfs_enumerate_from.  Returns true if BB is different
679    from STOP and DBDS_CE_STOP.  */
680
681 static basic_block dbds_ce_stop;
682 static bool
683 dbds_continue_enumeration_p (const_basic_block bb, const void *stop)
684 {
685   return (bb != (const_basic_block) stop
686           && bb != dbds_ce_stop);
687 }
688
689 /* Evaluates the dominance relationship of latch of the LOOP and BB, and
690    returns the state.  */
691
692 enum bb_dom_status
693 {
694   /* BB does not dominate latch of the LOOP.  */
695   DOMST_NONDOMINATING,
696   /* The LOOP is broken (there is no path from the header to its latch.  */
697   DOMST_LOOP_BROKEN,
698   /* BB dominates the latch of the LOOP.  */
699   DOMST_DOMINATING
700 };
701
702 static enum bb_dom_status
703 determine_bb_domination_status (struct loop *loop, basic_block bb)
704 {
705   basic_block *bblocks;
706   unsigned nblocks, i;
707   bool bb_reachable = false;
708   edge_iterator ei;
709   edge e;
710
711 #ifdef ENABLE_CHECKING
712   /* This function assumes BB is a successor of LOOP->header.  */
713     {
714       bool ok = false;
715
716       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
717         {
718           if (e->src == loop->header)
719             {
720               ok = true;
721               break;
722             }
723         }
724
725       gcc_assert (ok);
726     }
727 #endif
728
729   if (bb == loop->latch)
730     return DOMST_DOMINATING;
731
732   /* Check that BB dominates LOOP->latch, and that it is back-reachable
733      from it.  */
734
735   bblocks = XCNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
736   dbds_ce_stop = loop->header;
737   nblocks = dfs_enumerate_from (loop->latch, 1, dbds_continue_enumeration_p,
738                                 bblocks, loop->num_nodes, bb);
739   for (i = 0; i < nblocks; i++)
740     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bblocks[i]->preds)
741       {
742         if (e->src == loop->header)
743           {
744             free (bblocks);
745             return DOMST_NONDOMINATING;
746           }
747         if (e->src == bb)
748           bb_reachable = true;
749       }
750
751   free (bblocks);
752   return (bb_reachable ? DOMST_DOMINATING : DOMST_LOOP_BROKEN);
753 }
754
755 /* Thread jumps through the header of LOOP.  Returns true if cfg changes.
756    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading from entry edges
757    to the inside of the loop.  */
758
759 static bool
760 thread_through_loop_header (struct loop *loop, bool may_peel_loop_headers)
761 {
762   basic_block header = loop->header;
763   edge e, tgt_edge, latch = loop_latch_edge (loop);
764   edge_iterator ei;
765   basic_block tgt_bb, atgt_bb;
766   enum bb_dom_status domst;
767
768   /* We have already threaded through headers to exits, so all the threading
769      requests now are to the inside of the loop.  We need to avoid creating
770      irreducible regions (i.e., loops with more than one entry block), and
771      also loop with several latch edges, or new subloops of the loop (although
772      there are cases where it might be appropriate, it is difficult to decide,
773      and doing it wrongly may confuse other optimizers).
774
775      We could handle more general cases here.  However, the intention is to
776      preserve some information about the loop, which is impossible if its
777      structure changes significantly, in a way that is not well understood.
778      Thus we only handle few important special cases, in which also updating
779      of the loop-carried information should be feasible:
780
781      1) Propagation of latch edge to a block that dominates the latch block
782         of a loop.  This aims to handle the following idiom:
783
784         first = 1;
785         while (1)
786           {
787             if (first)
788               initialize;
789             first = 0;
790             body;
791           }
792
793         After threading the latch edge, this becomes
794
795         first = 1;
796         if (first)
797           initialize;
798         while (1)
799           {
800             first = 0;
801             body;
802           }
803
804         The original header of the loop is moved out of it, and we may thread
805         the remaining edges through it without further constraints.
806
807      2) All entry edges are propagated to a single basic block that dominates
808         the latch block of the loop.  This aims to handle the following idiom
809         (normally created for "for" loops):
810
811         i = 0;
812         while (1)
813           {
814             if (i >= 100)
815               break;
816             body;
817             i++;
818           }
819
820         This becomes
821
822         i = 0;
823         while (1)
824           {
825             body;
826             i++;
827             if (i >= 100)
828               break;
829           }
830      */
831
832   /* Threading through the header won't improve the code if the header has just
833      one successor.  */
834   if (single_succ_p (header))
835     goto fail;
836
837   if (latch->aux)
838     {
839       tgt_edge = (edge) latch->aux;
840       tgt_bb = tgt_edge->dest;
841     }
842   else if (!may_peel_loop_headers
843            && !redirection_block_p (loop->header))
844     goto fail;
845   else
846     {
847       tgt_bb = NULL;
848       tgt_edge = NULL;
849       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
850         {
851           if (!e->aux)
852             {
853               if (e == latch)
854                 continue;
855
856               /* If latch is not threaded, and there is a header
857                  edge that is not threaded, we would create loop
858                  with multiple entries.  */
859               goto fail;
860             }
861
862           tgt_edge = (edge) e->aux;
863           atgt_bb = tgt_edge->dest;
864           if (!tgt_bb)
865             tgt_bb = atgt_bb;
866           /* Two targets of threading would make us create loop
867              with multiple entries.  */
868           else if (tgt_bb != atgt_bb)
869             goto fail;
870         }
871
872       if (!tgt_bb)
873         {
874           /* There are no threading requests.  */
875           return false;
876         }
877
878       /* Redirecting to empty loop latch is useless.  */
879       if (tgt_bb == loop->latch
880           && empty_block_p (loop->latch))
881         goto fail;
882     }
883
884   /* The target block must dominate the loop latch, otherwise we would be
885      creating a subloop.  */
886   domst = determine_bb_domination_status (loop, tgt_bb);
887   if (domst == DOMST_NONDOMINATING)
888     goto fail;
889   if (domst == DOMST_LOOP_BROKEN)
890     {
891       /* If the loop ceased to exist, mark it as such, and thread through its
892          original header.  */
893       loop->header = NULL;
894       loop->latch = NULL;
895       return thread_block (header, false);
896     }
897
898   if (tgt_bb->loop_father->header == tgt_bb)
899     {
900       /* If the target of the threading is a header of a subloop, we need
901          to create a preheader for it, so that the headers of the two loops
902          do not merge.  */
903       if (EDGE_COUNT (tgt_bb->preds) > 2)
904         {
905           tgt_bb = create_preheader (tgt_bb->loop_father, 0);
906           gcc_assert (tgt_bb != NULL);
907         }
908       else
909         tgt_bb = split_edge (tgt_edge);
910     }
911       
912   if (latch->aux)
913     {
914       /* First handle the case latch edge is redirected.  */
915       loop->latch = thread_single_edge (latch);
916       gcc_assert (single_succ (loop->latch) == tgt_bb);
917       loop->header = tgt_bb;
918
919       /* Thread the remaining edges through the former header.  */
920       thread_block (header, false);
921     }
922   else
923     {
924       basic_block new_preheader;
925
926       /* Now consider the case entry edges are redirected to the new entry
927          block.  Remember one entry edge, so that we can find the new
928         preheader (its destination after threading).  */
929       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
930         {
931           if (e->aux)
932             break;
933         }
934
935       /* The duplicate of the header is the new preheader of the loop.  Ensure
936          that it is placed correctly in the loop hierarchy.  */
937       set_loop_copy (loop, loop_outer (loop));
938
939       thread_block (header, false);
940       set_loop_copy (loop, NULL);
941       new_preheader = e->dest;
942
943       /* Create the new latch block.  This is always necessary, as the latch
944          must have only a single successor, but the original header had at
945          least two successors.  */
946       loop->latch = NULL;
947       mfb_kj_edge = single_succ_edge (new_preheader);
948       loop->header = mfb_kj_edge->dest;
949       latch = make_forwarder_block (tgt_bb, mfb_keep_just, NULL);
950       loop->header = latch->dest;
951       loop->latch = latch->src;
952     }
953   
954   return true;
955
956 fail:
957   /* We failed to thread anything.  Cancel the requests.  */
958   FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
959     {
960       e->aux = NULL;
961     }
962   return false;
963 }
964
965 /* Walk through the registered jump threads and convert them into a
966    form convenient for this pass.
967
968    Any block which has incoming edges threaded to outgoing edges
969    will have its entry in THREADED_BLOCK set.
970
971    Any threaded edge will have its new outgoing edge stored in the
972    original edge's AUX field.
973
974    This form avoids the need to walk all the edges in the CFG to
975    discover blocks which need processing and avoids unnecessary
976    hash table lookups to map from threaded edge to new target.  */
977
978 static void
979 mark_threaded_blocks (bitmap threaded_blocks)
980 {
981   unsigned int i;
982   bitmap_iterator bi;
983   bitmap tmp = BITMAP_ALLOC (NULL);
984   basic_block bb;
985   edge e;
986   edge_iterator ei;
987
988   for (i = 0; i < VEC_length (edge, threaded_edges); i += 2)
989     {
990       edge e = VEC_index (edge, threaded_edges, i);
991       edge e2 = VEC_index (edge, threaded_edges, i + 1);
992
993       e->aux = e2;
994       bitmap_set_bit (tmp, e->dest->index);
995     }
996
997   /* If optimizing for size, only thread through block if we don't have
998      to duplicate it or it's an otherwise empty redirection block.  */
999   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
1000     {
1001       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
1002         {
1003           bb = BASIC_BLOCK (i);
1004           if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 1
1005               && !redirection_block_p (bb))
1006             {
1007               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1008                       e->aux = NULL;
1009             }
1010           else
1011             bitmap_set_bit (threaded_blocks, i);
1012         }
1013     }
1014   else
1015     bitmap_copy (threaded_blocks, tmp);
1016
1017   BITMAP_FREE(tmp);
1018 }
1019
1020
1021 /* Walk through all blocks and thread incoming edges to the appropriate
1022    outgoing edge for each edge pair recorded in THREADED_EDGES.
1023
1024    It is the caller's responsibility to fix the dominance information
1025    and rewrite duplicated SSA_NAMEs back into SSA form.
1026
1027    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading edges through
1028    loop headers if it does not simplify the loop.
1029
1030    Returns true if one or more edges were threaded, false otherwise.  */
1031
1032 bool
1033 thread_through_all_blocks (bool may_peel_loop_headers)
1034 {
1035   bool retval = false;
1036   unsigned int i;
1037   bitmap_iterator bi;
1038   bitmap threaded_blocks;
1039   struct loop *loop;
1040   loop_iterator li;
1041
1042   /* We must know about loops in order to preserve them.  */
1043   gcc_assert (current_loops != NULL);
1044
1045   if (threaded_edges == NULL)
1046     return false;
1047
1048   threaded_blocks = BITMAP_ALLOC (NULL);
1049   memset (&thread_stats, 0, sizeof (thread_stats));
1050
1051   mark_threaded_blocks (threaded_blocks);
1052
1053   initialize_original_copy_tables ();
1054
1055   /* First perform the threading requests that do not affect
1056      loop structure.  */
1057   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (threaded_blocks, 0, i, bi)
1058     {
1059       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
1060
1061       if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 0)
1062         retval |= thread_block (bb, true);
1063     }
1064
1065   /* Then perform the threading through loop headers.  We start with the
1066      innermost loop, so that the changes in cfg we perform won't affect
1067      further threading.  */
1068   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1069     {
1070       if (!loop->header
1071           || !bitmap_bit_p (threaded_blocks, loop->header->index))
1072         continue;
1073
1074       retval |= thread_through_loop_header (loop, may_peel_loop_headers);
1075     }
1076
1077   statistics_counter_event (cfun, "Jumps threaded",
1078                             thread_stats.num_threaded_edges);
1079
1080   free_original_copy_tables ();
1081
1082   BITMAP_FREE (threaded_blocks);
1083   threaded_blocks = NULL;
1084   VEC_free (edge, heap, threaded_edges);
1085   threaded_edges = NULL;
1086
1087   if (retval)
1088     loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
1089
1090   return retval;
1091 }
1092
1093 /* Register a jump threading opportunity.  We queue up all the jump
1094    threading opportunities discovered by a pass and update the CFG
1095    and SSA form all at once.
1096
1097    E is the edge we can thread, E2 is the new target edge, i.e., we
1098    are effectively recording that E->dest can be changed to E2->dest
1099    after fixing the SSA graph.  */
1100
1101 void
1102 register_jump_thread (edge e, edge e2)
1103 {
1104   if (threaded_edges == NULL)
1105     threaded_edges = VEC_alloc (edge, heap, 10);
1106
1107   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e);
1108   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e2);
1109 }