OSDN Git Service

new folding rule
[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              || is_gimple_debug (gsi_stmt (gsi))
482              || gimple_nop_p (gsi_stmt (gsi))))
483     gsi_next (&gsi);
484
485   /* Check if this is an empty block.  */
486   if (gsi_end_p (gsi))
487     return true;
488
489   /* Test that we've reached the terminating control statement.  */
490   return gsi_stmt (gsi)
491          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
492              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
493              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH);
494 }
495
496 /* BB is a block which ends with a COND_EXPR or SWITCH_EXPR and when BB
497    is reached via one or more specific incoming edges, we know which
498    outgoing edge from BB will be traversed.
499
500    We want to redirect those incoming edges to the target of the
501    appropriate outgoing edge.  Doing so avoids a conditional branch
502    and may expose new optimization opportunities.  Note that we have
503    to update dominator tree and SSA graph after such changes.
504
505    The key to keeping the SSA graph update manageable is to duplicate
506    the side effects occurring in BB so that those side effects still
507    occur on the paths which bypass BB after redirecting edges.
508
509    We accomplish this by creating duplicates of BB and arranging for
510    the duplicates to unconditionally pass control to one specific
511    successor of BB.  We then revector the incoming edges into BB to
512    the appropriate duplicate of BB.
513
514    If NOLOOP_ONLY is true, we only perform the threading as long as it
515    does not affect the structure of the loops in a nontrivial way.  */
516
517 static bool
518 thread_block (basic_block bb, bool noloop_only)
519 {
520   /* E is an incoming edge into BB that we may or may not want to
521      redirect to a duplicate of BB.  */
522   edge e, e2;
523   edge_iterator ei;
524   struct local_info local_info;
525   struct loop *loop = bb->loop_father;
526
527   /* ALL indicates whether or not all incoming edges into BB should
528      be threaded to a duplicate of BB.  */
529   bool all = true;
530
531   /* To avoid scanning a linear array for the element we need we instead
532      use a hash table.  For normal code there should be no noticeable
533      difference.  However, if we have a block with a large number of
534      incoming and outgoing edges such linear searches can get expensive.  */
535   redirection_data = htab_create (EDGE_COUNT (bb->succs),
536                                   redirection_data_hash,
537                                   redirection_data_eq,
538                                   free);
539
540   /* If we thread the latch of the loop to its exit, the loop ceases to
541      exist.  Make sure we do not restrict ourselves in order to preserve
542      this loop.  */
543   if (loop->header == bb)
544     {
545       e = loop_latch_edge (loop);
546       e2 = (edge) e->aux;
547
548       if (e2 && loop_exit_edge_p (loop, e2))
549         {
550           loop->header = NULL;
551           loop->latch = NULL;
552         }
553     }
554
555   /* Record each unique threaded destination into a hash table for
556      efficient lookups.  */
557   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
558     {
559       e2 = (edge) e->aux;
560
561       if (!e2
562           /* If NOLOOP_ONLY is true, we only allow threading through the
563              header of a loop to exit edges.  */
564           || (noloop_only
565               && bb == bb->loop_father->header
566               && !loop_exit_edge_p (bb->loop_father, e2)))
567         {
568           all = false;
569           continue;
570         }
571
572       update_bb_profile_for_threading (e->dest, EDGE_FREQUENCY (e),
573                                        e->count, (edge) e->aux);
574
575       /* Insert the outgoing edge into the hash table if it is not
576          already in the hash table.  */
577       lookup_redirection_data (e2, e, INSERT);
578     }
579
580   /* If we are going to thread all incoming edges to an outgoing edge, then
581      BB will become unreachable.  Rather than just throwing it away, use
582      it for one of the duplicates.  Mark the first incoming edge with the
583      DO_NOT_DUPLICATE attribute.  */
584   if (all)
585     {
586       edge e = (edge) EDGE_PRED (bb, 0)->aux;
587       lookup_redirection_data (e, NULL, NO_INSERT)->do_not_duplicate = true;
588     }
589
590   /* We do not update dominance info.  */
591   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
592
593   /* Now create duplicates of BB.
594
595      Note that for a block with a high outgoing degree we can waste
596      a lot of time and memory creating and destroying useless edges.
597
598      So we first duplicate BB and remove the control structure at the
599      tail of the duplicate as well as all outgoing edges from the
600      duplicate.  We then use that duplicate block as a template for
601      the rest of the duplicates.  */
602   local_info.template_block = NULL;
603   local_info.bb = bb;
604   local_info.jumps_threaded = false;
605   htab_traverse (redirection_data, create_duplicates, &local_info);
606
607   /* The template does not have an outgoing edge.  Create that outgoing
608      edge and update PHI nodes as the edge's target as necessary.
609
610      We do this after creating all the duplicates to avoid creating
611      unnecessary edges.  */
612   htab_traverse (redirection_data, fixup_template_block, &local_info);
613
614   /* The hash table traversals above created the duplicate blocks (and the
615      statements within the duplicate blocks).  This loop creates PHI nodes for
616      the duplicated blocks and redirects the incoming edges into BB to reach
617      the duplicates of BB.  */
618   htab_traverse (redirection_data, redirect_edges, &local_info);
619
620   /* Done with this block.  Clear REDIRECTION_DATA.  */
621   htab_delete (redirection_data);
622   redirection_data = NULL;
623
624   /* Indicate to our caller whether or not any jumps were threaded.  */
625   return local_info.jumps_threaded;
626 }
627
628 /* Threads edge E through E->dest to the edge E->aux.  Returns the copy
629    of E->dest created during threading, or E->dest if it was not necessary
630    to copy it (E is its single predecessor).  */
631
632 static basic_block
633 thread_single_edge (edge e)
634 {
635   basic_block bb = e->dest;
636   edge eto = (edge) e->aux;
637   struct redirection_data rd;
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   rd.outgoing_edge = eto;
660
661   create_block_for_threading (bb, &rd);
662   create_edge_and_update_destination_phis (&rd);
663
664   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
665     fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
666              e->src->index, e->dest->index, rd.dup_block->index);
667
668   rd.dup_block->count = e->count;
669   rd.dup_block->frequency = EDGE_FREQUENCY (e);
670   single_succ_edge (rd.dup_block)->count = e->count;
671   redirect_edge_and_branch (e, rd.dup_block);
672   flush_pending_stmts (e);
673
674   return rd.dup_block;
675 }
676
677 /* Callback for dfs_enumerate_from.  Returns true if BB is different
678    from STOP and DBDS_CE_STOP.  */
679
680 static basic_block dbds_ce_stop;
681 static bool
682 dbds_continue_enumeration_p (const_basic_block bb, const void *stop)
683 {
684   return (bb != (const_basic_block) stop
685           && bb != dbds_ce_stop);
686 }
687
688 /* Evaluates the dominance relationship of latch of the LOOP and BB, and
689    returns the state.  */
690
691 enum bb_dom_status
692 {
693   /* BB does not dominate latch of the LOOP.  */
694   DOMST_NONDOMINATING,
695   /* The LOOP is broken (there is no path from the header to its latch.  */
696   DOMST_LOOP_BROKEN,
697   /* BB dominates the latch of the LOOP.  */
698   DOMST_DOMINATING
699 };
700
701 static enum bb_dom_status
702 determine_bb_domination_status (struct loop *loop, basic_block bb)
703 {
704   basic_block *bblocks;
705   unsigned nblocks, i;
706   bool bb_reachable = false;
707   edge_iterator ei;
708   edge e;
709
710 #ifdef ENABLE_CHECKING
711   /* This function assumes BB is a successor of LOOP->header.  */
712     {
713       bool ok = false;
714
715       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
716         {
717           if (e->src == loop->header)
718             {
719               ok = true;
720               break;
721             }
722         }
723
724       gcc_assert (ok);
725     }
726 #endif
727
728   if (bb == loop->latch)
729     return DOMST_DOMINATING;
730
731   /* Check that BB dominates LOOP->latch, and that it is back-reachable
732      from it.  */
733
734   bblocks = XCNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
735   dbds_ce_stop = loop->header;
736   nblocks = dfs_enumerate_from (loop->latch, 1, dbds_continue_enumeration_p,
737                                 bblocks, loop->num_nodes, bb);
738   for (i = 0; i < nblocks; i++)
739     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bblocks[i]->preds)
740       {
741         if (e->src == loop->header)
742           {
743             free (bblocks);
744             return DOMST_NONDOMINATING;
745           }
746         if (e->src == bb)
747           bb_reachable = true;
748       }
749
750   free (bblocks);
751   return (bb_reachable ? DOMST_DOMINATING : DOMST_LOOP_BROKEN);
752 }
753
754 /* Thread jumps through the header of LOOP.  Returns true if cfg changes.
755    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading from entry edges
756    to the inside of the loop.  */
757
758 static bool
759 thread_through_loop_header (struct loop *loop, bool may_peel_loop_headers)
760 {
761   basic_block header = loop->header;
762   edge e, tgt_edge, latch = loop_latch_edge (loop);
763   edge_iterator ei;
764   basic_block tgt_bb, atgt_bb;
765   enum bb_dom_status domst;
766
767   /* We have already threaded through headers to exits, so all the threading
768      requests now are to the inside of the loop.  We need to avoid creating
769      irreducible regions (i.e., loops with more than one entry block), and
770      also loop with several latch edges, or new subloops of the loop (although
771      there are cases where it might be appropriate, it is difficult to decide,
772      and doing it wrongly may confuse other optimizers).
773
774      We could handle more general cases here.  However, the intention is to
775      preserve some information about the loop, which is impossible if its
776      structure changes significantly, in a way that is not well understood.
777      Thus we only handle few important special cases, in which also updating
778      of the loop-carried information should be feasible:
779
780      1) Propagation of latch edge to a block that dominates the latch block
781         of a loop.  This aims to handle the following idiom:
782
783         first = 1;
784         while (1)
785           {
786             if (first)
787               initialize;
788             first = 0;
789             body;
790           }
791
792         After threading the latch edge, this becomes
793
794         first = 1;
795         if (first)
796           initialize;
797         while (1)
798           {
799             first = 0;
800             body;
801           }
802
803         The original header of the loop is moved out of it, and we may thread
804         the remaining edges through it without further constraints.
805
806      2) All entry edges are propagated to a single basic block that dominates
807         the latch block of the loop.  This aims to handle the following idiom
808         (normally created for "for" loops):
809
810         i = 0;
811         while (1)
812           {
813             if (i >= 100)
814               break;
815             body;
816             i++;
817           }
818
819         This becomes
820
821         i = 0;
822         while (1)
823           {
824             body;
825             i++;
826             if (i >= 100)
827               break;
828           }
829      */
830
831   /* Threading through the header won't improve the code if the header has just
832      one successor.  */
833   if (single_succ_p (header))
834     goto fail;
835
836   if (latch->aux)
837     {
838       tgt_edge = (edge) latch->aux;
839       tgt_bb = tgt_edge->dest;
840     }
841   else if (!may_peel_loop_headers
842            && !redirection_block_p (loop->header))
843     goto fail;
844   else
845     {
846       tgt_bb = NULL;
847       tgt_edge = NULL;
848       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
849         {
850           if (!e->aux)
851             {
852               if (e == latch)
853                 continue;
854
855               /* If latch is not threaded, and there is a header
856                  edge that is not threaded, we would create loop
857                  with multiple entries.  */
858               goto fail;
859             }
860
861           tgt_edge = (edge) e->aux;
862           atgt_bb = tgt_edge->dest;
863           if (!tgt_bb)
864             tgt_bb = atgt_bb;
865           /* Two targets of threading would make us create loop
866              with multiple entries.  */
867           else if (tgt_bb != atgt_bb)
868             goto fail;
869         }
870
871       if (!tgt_bb)
872         {
873           /* There are no threading requests.  */
874           return false;
875         }
876
877       /* Redirecting to empty loop latch is useless.  */
878       if (tgt_bb == loop->latch
879           && empty_block_p (loop->latch))
880         goto fail;
881     }
882
883   /* The target block must dominate the loop latch, otherwise we would be
884      creating a subloop.  */
885   domst = determine_bb_domination_status (loop, tgt_bb);
886   if (domst == DOMST_NONDOMINATING)
887     goto fail;
888   if (domst == DOMST_LOOP_BROKEN)
889     {
890       /* If the loop ceased to exist, mark it as such, and thread through its
891          original header.  */
892       loop->header = NULL;
893       loop->latch = NULL;
894       return thread_block (header, false);
895     }
896
897   if (tgt_bb->loop_father->header == tgt_bb)
898     {
899       /* If the target of the threading is a header of a subloop, we need
900          to create a preheader for it, so that the headers of the two loops
901          do not merge.  */
902       if (EDGE_COUNT (tgt_bb->preds) > 2)
903         {
904           tgt_bb = create_preheader (tgt_bb->loop_father, 0);
905           gcc_assert (tgt_bb != NULL);
906         }
907       else
908         tgt_bb = split_edge (tgt_edge);
909     }
910
911   if (latch->aux)
912     {
913       /* First handle the case latch edge is redirected.  */
914       loop->latch = thread_single_edge (latch);
915       gcc_assert (single_succ (loop->latch) == tgt_bb);
916       loop->header = tgt_bb;
917
918       /* Thread the remaining edges through the former header.  */
919       thread_block (header, false);
920     }
921   else
922     {
923       basic_block new_preheader;
924
925       /* Now consider the case entry edges are redirected to the new entry
926          block.  Remember one entry edge, so that we can find the new
927         preheader (its destination after threading).  */
928       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
929         {
930           if (e->aux)
931             break;
932         }
933
934       /* The duplicate of the header is the new preheader of the loop.  Ensure
935          that it is placed correctly in the loop hierarchy.  */
936       set_loop_copy (loop, loop_outer (loop));
937
938       thread_block (header, false);
939       set_loop_copy (loop, NULL);
940       new_preheader = e->dest;
941
942       /* Create the new latch block.  This is always necessary, as the latch
943          must have only a single successor, but the original header had at
944          least two successors.  */
945       loop->latch = NULL;
946       mfb_kj_edge = single_succ_edge (new_preheader);
947       loop->header = mfb_kj_edge->dest;
948       latch = make_forwarder_block (tgt_bb, mfb_keep_just, NULL);
949       loop->header = latch->dest;
950       loop->latch = latch->src;
951     }
952
953   return true;
954
955 fail:
956   /* We failed to thread anything.  Cancel the requests.  */
957   FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
958     {
959       e->aux = NULL;
960     }
961   return false;
962 }
963
964 /* Walk through the registered jump threads and convert them into a
965    form convenient for this pass.
966
967    Any block which has incoming edges threaded to outgoing edges
968    will have its entry in THREADED_BLOCK set.
969
970    Any threaded edge will have its new outgoing edge stored in the
971    original edge's AUX field.
972
973    This form avoids the need to walk all the edges in the CFG to
974    discover blocks which need processing and avoids unnecessary
975    hash table lookups to map from threaded edge to new target.  */
976
977 static void
978 mark_threaded_blocks (bitmap threaded_blocks)
979 {
980   unsigned int i;
981   bitmap_iterator bi;
982   bitmap tmp = BITMAP_ALLOC (NULL);
983   basic_block bb;
984   edge e;
985   edge_iterator ei;
986
987   for (i = 0; i < VEC_length (edge, threaded_edges); i += 2)
988     {
989       edge e = VEC_index (edge, threaded_edges, i);
990       edge e2 = VEC_index (edge, threaded_edges, i + 1);
991
992       e->aux = e2;
993       bitmap_set_bit (tmp, e->dest->index);
994     }
995
996   /* If optimizing for size, only thread through block if we don't have
997      to duplicate it or it's an otherwise empty redirection block.  */
998   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
999     {
1000       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
1001         {
1002           bb = BASIC_BLOCK (i);
1003           if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 1
1004               && !redirection_block_p (bb))
1005             {
1006               FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1007                       e->aux = NULL;
1008             }
1009           else
1010             bitmap_set_bit (threaded_blocks, i);
1011         }
1012     }
1013   else
1014     bitmap_copy (threaded_blocks, tmp);
1015
1016   BITMAP_FREE(tmp);
1017 }
1018
1019
1020 /* Walk through all blocks and thread incoming edges to the appropriate
1021    outgoing edge for each edge pair recorded in THREADED_EDGES.
1022
1023    It is the caller's responsibility to fix the dominance information
1024    and rewrite duplicated SSA_NAMEs back into SSA form.
1025
1026    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading edges through
1027    loop headers if it does not simplify the loop.
1028
1029    Returns true if one or more edges were threaded, false otherwise.  */
1030
1031 bool
1032 thread_through_all_blocks (bool may_peel_loop_headers)
1033 {
1034   bool retval = false;
1035   unsigned int i;
1036   bitmap_iterator bi;
1037   bitmap threaded_blocks;
1038   struct loop *loop;
1039   loop_iterator li;
1040
1041   /* We must know about loops in order to preserve them.  */
1042   gcc_assert (current_loops != NULL);
1043
1044   if (threaded_edges == NULL)
1045     return false;
1046
1047   threaded_blocks = BITMAP_ALLOC (NULL);
1048   memset (&thread_stats, 0, sizeof (thread_stats));
1049
1050   mark_threaded_blocks (threaded_blocks);
1051
1052   initialize_original_copy_tables ();
1053
1054   /* First perform the threading requests that do not affect
1055      loop structure.  */
1056   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (threaded_blocks, 0, i, bi)
1057     {
1058       basic_block bb = BASIC_BLOCK (i);
1059
1060       if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 0)
1061         retval |= thread_block (bb, true);
1062     }
1063
1064   /* Then perform the threading through loop headers.  We start with the
1065      innermost loop, so that the changes in cfg we perform won't affect
1066      further threading.  */
1067   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1068     {
1069       if (!loop->header
1070           || !bitmap_bit_p (threaded_blocks, loop->header->index))
1071         continue;
1072
1073       retval |= thread_through_loop_header (loop, may_peel_loop_headers);
1074     }
1075
1076   statistics_counter_event (cfun, "Jumps threaded",
1077                             thread_stats.num_threaded_edges);
1078
1079   free_original_copy_tables ();
1080
1081   BITMAP_FREE (threaded_blocks);
1082   threaded_blocks = NULL;
1083   VEC_free (edge, heap, threaded_edges);
1084   threaded_edges = NULL;
1085
1086   if (retval)
1087     loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
1088
1089   return retval;
1090 }
1091
1092 /* Register a jump threading opportunity.  We queue up all the jump
1093    threading opportunities discovered by a pass and update the CFG
1094    and SSA form all at once.
1095
1096    E is the edge we can thread, E2 is the new target edge, i.e., we
1097    are effectively recording that E->dest can be changed to E2->dest
1098    after fixing the SSA graph.  */
1099
1100 void
1101 register_jump_thread (edge e, edge e2)
1102 {
1103   if (threaded_edges == NULL)
1104     threaded_edges = VEC_alloc (edge, heap, 10);
1105
1106   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e);
1107   VEC_safe_push (edge, heap, threaded_edges, e2);
1108 }