OSDN Git Service

2010-09-09 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-tailcall.c
1 /* Tail call optimization on trees.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "tm_p.h"
27 #include "basic-block.h"
28 #include "function.h"
29 #include "tree-flow.h"
30 #include "tree-dump.h"
31 #include "gimple-pretty-print.h"
32 #include "except.h"
33 #include "tree-pass.h"
34 #include "flags.h"
35 #include "langhooks.h"
36 #include "dbgcnt.h"
37
38 /* The file implements the tail recursion elimination.  It is also used to
39    analyze the tail calls in general, passing the results to the rtl level
40    where they are used for sibcall optimization.
41
42    In addition to the standard tail recursion elimination, we handle the most
43    trivial cases of making the call tail recursive by creating accumulators.
44    For example the following function
45
46    int sum (int n)
47    {
48      if (n > 0)
49        return n + sum (n - 1);
50      else
51        return 0;
52    }
53
54    is transformed into
55
56    int sum (int n)
57    {
58      int acc = 0;
59
60      while (n > 0)
61        acc += n--;
62
63      return acc;
64    }
65
66    To do this, we maintain two accumulators (a_acc and m_acc) that indicate
67    when we reach the return x statement, we should return a_acc + x * m_acc
68    instead.  They are initially initialized to 0 and 1, respectively,
69    so the semantics of the function is obviously preserved.  If we are
70    guaranteed that the value of the accumulator never change, we
71    omit the accumulator.
72
73    There are three cases how the function may exit.  The first one is
74    handled in adjust_return_value, the other two in adjust_accumulator_values
75    (the second case is actually a special case of the third one and we
76    present it separately just for clarity):
77
78    1) Just return x, where x is not in any of the remaining special shapes.
79       We rewrite this to a gimple equivalent of return m_acc * x + a_acc.
80
81    2) return f (...), where f is the current function, is rewritten in a
82       classical tail-recursion elimination way, into assignment of arguments
83       and jump to the start of the function.  Values of the accumulators
84       are unchanged.
85
86    3) return a + m * f(...), where a and m do not depend on call to f.
87       To preserve the semantics described before we want this to be rewritten
88       in such a way that we finally return
89
90       a_acc + (a + m * f(...)) * m_acc = (a_acc + a * m_acc) + (m * m_acc) * f(...).
91
92       I.e. we increase a_acc by a * m_acc, multiply m_acc by m and
93       eliminate the tail call to f.  Special cases when the value is just
94       added or just multiplied are obtained by setting a = 0 or m = 1.
95
96    TODO -- it is possible to do similar tricks for other operations.  */
97
98 /* A structure that describes the tailcall.  */
99
100 struct tailcall
101 {
102   /* The iterator pointing to the call statement.  */
103   gimple_stmt_iterator call_gsi;
104
105   /* True if it is a call to the current function.  */
106   bool tail_recursion;
107
108   /* The return value of the caller is mult * f + add, where f is the return
109      value of the call.  */
110   tree mult, add;
111
112   /* Next tailcall in the chain.  */
113   struct tailcall *next;
114 };
115
116 /* The variables holding the value of multiplicative and additive
117    accumulator.  */
118 static tree m_acc, a_acc;
119
120 static bool suitable_for_tail_opt_p (void);
121 static bool optimize_tail_call (struct tailcall *, bool);
122 static void eliminate_tail_call (struct tailcall *);
123 static void find_tail_calls (basic_block, struct tailcall **);
124
125 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
126    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).  */
127
128 static bool
129 suitable_for_tail_opt_p (void)
130 {
131   if (cfun->stdarg)
132     return false;
133
134   return true;
135 }
136 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
137    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
138    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
139    tail call discovery happen.  */
140
141 static bool
142 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
143 {
144   tree param;
145
146   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
147      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
148   if (cfun->calls_alloca)
149     return false;
150
151   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
152      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
153      that we cannot do any sibcall transformations.  */
154   if (USING_SJLJ_EXCEPTIONS && current_function_has_exception_handlers ())
155     return false;
156
157   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
158      any called function.  ??? We really should represent this
159      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
160   if (cfun->calls_setjmp)
161     return false;
162
163   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
164      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
165   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
166        param;
167        param = DECL_CHAIN (param))
168     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
169       return false;
170
171   return true;
172 }
173
174 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
175    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
176    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
177    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
178    containing the value of EXPR at GSI.  */
179
180 static tree
181 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
182 {
183   basic_block bb, call_bb, at_bb;
184   edge e;
185   edge_iterator ei;
186
187   if (is_gimple_min_invariant (expr))
188     return expr;
189
190   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
191     return NULL_TREE;
192
193   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
194   at_bb = gimple_bb (at);
195   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
196   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
197     bb->aux = &bb->aux;
198   bb->aux = &bb->aux;
199
200   while (1)
201     {
202       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
203       bb = gimple_bb (at);
204
205       /* The default definition or defined before the chain.  */
206       if (!bb || !bb->aux)
207         break;
208
209       if (bb == call_bb)
210         {
211           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
212             if (gsi_stmt (gsi) == at)
213               break;
214
215           if (!gsi_end_p (gsi))
216             expr = NULL_TREE;
217           break;
218         }
219
220       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
221         {
222           expr = NULL_TREE;
223           break;
224         }
225
226       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
227         if (e->src->aux)
228           break;
229       gcc_assert (e);
230
231       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
232       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
233         {
234           /* The value is a constant.  */
235           break;
236         }
237     }
238
239   /* Unmark the blocks.  */
240   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
241     bb->aux = NULL;
242   bb->aux = NULL;
243
244   return expr;
245 }
246
247 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
248    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
249    additive factor for the real return value.  */
250
251 static bool
252 process_assignment (gimple stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
253                     tree *a, tree *ass_var)
254 {
255   tree op0, op1 = NULL_TREE, non_ass_var = NULL_TREE;
256   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
257   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
258   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
259   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
260
261   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
262      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
263      conversions that can never produce extra code between the function
264      call and the function return.  */
265   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
266       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
267     {
268       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
269          additional code.  */
270       if (gimple_assign_cast_p (stmt)
271           && TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
272         return false;
273
274       if (src_var != *ass_var)
275         return false;
276
277       *ass_var = dest;
278       return true;
279     }
280
281   switch (rhs_class)
282     {
283     case GIMPLE_BINARY_RHS:
284       op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
285
286       /* Fall through.  */
287
288     case GIMPLE_UNARY_RHS:
289       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
290       break;
291
292     default:
293       return false;
294     }
295
296   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
297      We can only do that for floating-point types if we're assuming
298      that addition and multiplication are associative.  */
299   if (!flag_associative_math)
300     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
301       return false;
302
303   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS)
304     ;
305   else if (op0 == *ass_var
306       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
307     ;
308   else if (op1 == *ass_var
309            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
310     ;
311   else
312     return false;
313
314   switch (code)
315     {
316     case PLUS_EXPR:
317       *a = non_ass_var;
318       *ass_var = dest;
319       return true;
320
321     case MULT_EXPR:
322       *m = non_ass_var;
323       *ass_var = dest;
324       return true;
325
326     case NEGATE_EXPR:
327       if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
328         *m = build_real (TREE_TYPE (op0), dconstm1);
329       else
330         *m = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), -1);
331
332       *ass_var = dest;
333       return true;
334
335     case MINUS_EXPR:
336       if (*ass_var == op0)
337         *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
338       else
339         {
340           if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (non_ass_var)))
341             *m = build_real (TREE_TYPE (non_ass_var), dconstm1);
342           else
343             *m = build_int_cst (TREE_TYPE (non_ass_var), -1);
344
345           *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
346         }
347
348       *ass_var = dest;
349       return true;
350
351       /* TODO -- Handle POINTER_PLUS_EXPR.  */
352
353     default:
354       return false;
355     }
356 }
357
358 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
359
360 static tree
361 propagate_through_phis (tree var, edge e)
362 {
363   basic_block dest = e->dest;
364   gimple_stmt_iterator gsi;
365
366   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
367     {
368       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
369       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
370         return PHI_RESULT (phi);
371     }
372   return var;
373 }
374
375 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
376    added to the start of RET.  */
377
378 static void
379 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
380 {
381   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
382   gimple stmt, call = NULL;
383   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
384   bool tail_recursion;
385   struct tailcall *nw;
386   edge e;
387   tree m, a;
388   basic_block abb;
389   size_t idx;
390   tree var;
391   referenced_var_iterator rvi;
392
393   if (!single_succ_p (bb))
394     return;
395
396   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
397     {
398       stmt = gsi_stmt (gsi);
399
400       /* Ignore labels.  */
401       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL || is_gimple_debug (stmt))
402         continue;
403
404       /* Check for a call.  */
405       if (is_gimple_call (stmt))
406         {
407           call = stmt;
408           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
409           break;
410         }
411
412       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
413       if (gimple_references_memory_p (stmt)
414           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
415         return;
416     }
417
418   if (gsi_end_p (gsi))
419     {
420       edge_iterator ei;
421       /* Recurse to the predecessors.  */
422       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
423         find_tail_calls (e->src, ret);
424
425       return;
426     }
427
428   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
429      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
430      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
431      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
432      effect anyway, so tailcall is impossible.
433
434      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
435      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
436      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
437      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
438      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
439   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
440     return;
441
442   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
443   tail_recursion = false;
444   func = gimple_call_fndecl (call);
445   if (func == current_function_decl)
446     {
447       tree arg;
448
449       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
450            param && idx < gimple_call_num_args (call);
451            param = DECL_CHAIN (param), idx ++)
452         {
453           arg = gimple_call_arg (call, idx);
454           if (param != arg)
455             {
456               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
457                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
458                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
459                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
460               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
461                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
462                                                  TREE_TYPE (arg)))
463                 break;
464
465               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
466                  created for it at the start of the function has the meaning
467                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
468                  from the previous condition, however this one could be
469                  relaxed by being more careful with copying the new value
470                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
471                  updating the virtual operands).  */
472               if (!is_gimple_reg (param))
473                 break;
474             }
475         }
476       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
477         tail_recursion = true;
478     }
479
480   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
481      to local variables.  */
482   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
483     {
484       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
485           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
486           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
487               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
488         return;
489     }
490
491   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
492      operands, so they may only depend on the call through its return
493      value.  The return value should also be dependent on each of them,
494      since we are running after dce.  */
495   m = NULL_TREE;
496   a = NULL_TREE;
497
498   abb = bb;
499   agsi = gsi;
500   while (1)
501     {
502       tree tmp_a = NULL_TREE;
503       tree tmp_m = NULL_TREE;
504       gsi_next (&agsi);
505
506       while (gsi_end_p (agsi))
507         {
508           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
509           abb = single_succ (abb);
510           agsi = gsi_start_bb (abb);
511         }
512
513       stmt = gsi_stmt (agsi);
514
515       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
516         continue;
517
518       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
519         break;
520
521       if (is_gimple_debug (stmt))
522         continue;
523
524       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
525         return;
526
527       /* This is a gimple assign. */
528       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
529         return;
530
531       if (tmp_a)
532         {
533           if (a)
534             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (tmp_a), a, tmp_a);
535           else
536             a = tmp_a;
537         }
538       if (tmp_m)
539         {
540           if (m)
541             m = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), m, tmp_m);
542           else
543             m = tmp_m;
544
545           if (a)
546             a = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), a, tmp_m);
547         }
548     }
549
550   /* See if this is a tail call we can handle.  */
551   ret_var = gimple_return_retval (stmt);
552
553   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
554      is identical to the call's return.  */
555   if (ret_var
556       && (ret_var != ass_var))
557     return;
558
559   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
560      multiplicands.  */
561   if (!tail_recursion && (m || a))
562     return;
563
564   nw = XNEW (struct tailcall);
565
566   nw->call_gsi = gsi;
567
568   nw->tail_recursion = tail_recursion;
569
570   nw->mult = m;
571   nw->add = a;
572
573   nw->next = *ret;
574   *ret = nw;
575 }
576
577 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
578
579 static void
580 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
581 {
582   gimple_stmt_iterator gsi;
583
584   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
585     if (PHI_RESULT (gsi_stmt (gsi)) == var)
586       break;
587
588   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
589   add_phi_arg (gsi_stmt (gsi), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
590 }
591
592 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
593    CODE, OP0 and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
594    statement in the position specified by GSI and UPDATE.  Returns the
595    tree node of the statement's result.  */
596
597 static tree
598 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
599                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
600 {
601
602   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
603   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
604   gimple stmt;
605   tree result;
606
607   add_referenced_var (tmp);
608
609   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
610     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, tmp, acc, op1);
611   else
612     {
613       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
614                                fold_build2 (code,
615                                             TREE_TYPE (op1),
616                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
617                                             op1));
618       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
619                                       false, NULL, true, GSI_CONTINUE_LINKING);
620       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
621     }
622
623   result = make_ssa_name (tmp, stmt);
624   gimple_assign_set_lhs (stmt, result);
625   update_stmt (stmt);
626   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
627   return result;
628 }
629
630 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
631    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
632    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
633    of updated accumulator.  */
634
635 static tree
636 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
637                              gimple_stmt_iterator gsi)
638 {
639   gimple stmt;
640   tree var;
641   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
642     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, SSA_NAME_VAR (acc), acc, op1);
643   else
644     {
645       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
646                                fold_build2 (code,
647                                             TREE_TYPE (op1),
648                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
649                                             op1));
650       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
651                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
652       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
653     }
654   var = make_ssa_name (SSA_NAME_VAR (acc), stmt);
655   gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
656   update_stmt (stmt);
657   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
658   return var;
659 }
660
661 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
662    the phi nodes on edge BACK.  */
663
664 static void
665 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
666 {
667   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
668
669   if (m)
670     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
671   if (a)
672     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
673
674   a_acc_arg = a_acc;
675   m_acc_arg = m_acc;
676   if (a)
677     {
678       if (m_acc)
679         {
680           if (integer_onep (a))
681             var = m_acc;
682           else
683             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
684                                                 a, gsi);
685         }
686       else
687         var = a;
688
689       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
690     }
691
692   if (m)
693     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
694
695   if (a_acc)
696     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
697
698   if (m_acc)
699     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
700 }
701
702 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
703    accumulators.  */
704
705 static void
706 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
707 {
708   tree retval;
709   gimple ret_stmt = gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb));
710   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
711
712   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
713
714   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
715   if (!retval || retval == error_mark_node)
716     return;
717
718   if (m)
719     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
720                                            gsi);
721   if (a)
722     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
723                                            gsi);
724   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
725   update_stmt (ret_stmt);
726 }
727
728 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
729    outgoing edge.  */
730 static void
731 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
732 {
733   edge e;
734   bb->count -= count;
735   if (bb->count < 0)
736     bb->count = 0;
737   bb->frequency -= frequency;
738   if (bb->frequency < 0)
739     bb->frequency = 0;
740   if (!single_succ_p (bb))
741     {
742       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
743       return;
744     }
745   e = single_succ_edge (bb);
746   e->count -= count;
747   if (e->count < 0)
748     e->count = 0;
749 }
750
751 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
752    when the call is eliminated.  */
753
754 static bool
755 arg_needs_copy_p (tree param)
756 {
757   tree def;
758
759   if (!is_gimple_reg (param) || !var_ann (param))
760     return false;
761
762   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
763   def = gimple_default_def (cfun, param);
764   if (!def)
765     return false;
766
767   return true;
768 }
769
770 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
771    temporary variables used to copy the function arguments.  */
772
773 static void
774 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
775 {
776   tree param, rslt;
777   gimple stmt, call;
778   tree arg;
779   size_t idx;
780   basic_block bb, first;
781   edge e;
782   gimple phi;
783   gimple_stmt_iterator gsi;
784   gimple orig_stmt;
785
786   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
787   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
788
789   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
790     {
791       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
792                bb->index);
793       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
794       fprintf (dump_file, "\n");
795     }
796
797   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
798
799   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
800
801   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
802      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
803      cfg cleanup.  */
804   gsi = t->call_gsi;
805   gsi_next (&gsi);
806   while (!gsi_end_p (gsi))
807     {
808       gimple t = gsi_stmt (gsi);
809       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
810          sees how the block ends.  */
811       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
812         break;
813
814       gsi_remove (&gsi, true);
815       release_defs (t);
816     }
817
818   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
819   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
820   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
821   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
822   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
823     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
824
825   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
826   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
827                                 first);
828   gcc_assert (e);
829   PENDING_STMT (e) = NULL;
830
831   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
832      be the same as the ordering of the arguments.  */
833   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
834          idx = 0, gsi = gsi_start_phis (first);
835        param;
836        param = DECL_CHAIN (param), idx++)
837     {
838       if (!arg_needs_copy_p (param))
839         continue;
840
841       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
842       phi = gsi_stmt (gsi);
843       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
844
845       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
846       gsi_next (&gsi);
847     }
848
849   /* Update the values of accumulators.  */
850   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
851
852   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
853   rslt = gimple_call_lhs (call);
854   if (rslt != NULL_TREE)
855     {
856       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
857          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
858       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
859     }
860
861   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
862   release_defs (call);
863 }
864
865 /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
866    header of the loop created by tail recursion elimination.
867
868    Originally, we used to add phi nodes only for call clobbered variables,
869    as the value of the non-call clobbered ones obviously cannot be used
870    or changed within the recursive call.  However, the local variables
871    from multiple calls now share the same location, so the virtual ssa form
872    requires us to say that the location dies on further iterations of the loop,
873    which requires adding phi nodes.
874 */
875 static void
876 add_virtual_phis (void)
877 {
878   referenced_var_iterator rvi;
879   tree var;
880
881   /* The problematic part is that there is no way how to know what
882      to put into phi nodes (there in fact does not have to be such
883      ssa name available).  A solution would be to have an artificial
884      use/kill for all virtual operands in EXIT node.  Unless we have
885      this, we cannot do much better than to rebuild the ssa form for
886      possibly affected virtual ssa names from scratch.  */
887
888   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
889     {
890       if (!is_gimple_reg (var) && gimple_default_def (cfun, var) != NULL_TREE)
891         mark_sym_for_renaming (var);
892     }
893 }
894
895 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
896    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
897
898 static bool
899 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
900 {
901   if (t->tail_recursion)
902     {
903       eliminate_tail_call (t);
904       return true;
905     }
906
907   if (opt_tailcalls)
908     {
909       gimple stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
910
911       gimple_call_set_tail (stmt, true);
912       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
913         {
914           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
915           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
916           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
917         }
918     }
919
920   return false;
921 }
922
923 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
924    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
925    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
926    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
927    INIT converted to the current function return type.  */
928
929 static tree
930 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
931 {
932   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
933   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
934   gimple phi;
935
936   add_referenced_var (tmp);
937   phi = create_phi_node (tmp, bb);
938   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
939   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
940                UNKNOWN_LOCATION);
941   return PHI_RESULT (phi);
942 }
943
944 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
945    into iteration.  */
946
947 static unsigned int
948 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
949 {
950   edge e;
951   bool phis_constructed = false;
952   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
953   bool changed = false;
954   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
955   tree param;
956   gimple stmt;
957   edge_iterator ei;
958
959   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
960     return 0;
961   if (opt_tailcalls)
962     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
963
964   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
965     {
966       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
967          statement.  */
968       stmt = last_stmt (e->src);
969
970       if (stmt
971           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
972         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
973     }
974
975   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
976   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
977   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
978     {
979       if (!act->tail_recursion)
980         continue;
981
982       if (!phis_constructed)
983         {
984           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
985              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
986           if (!single_pred_p (first)
987               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
988             first = split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR));
989
990           /* Copy the args if needed.  */
991           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
992                param;
993                param = DECL_CHAIN (param))
994             if (arg_needs_copy_p (param))
995               {
996                 tree name = gimple_default_def (cfun, param);
997                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
998                 gimple phi;
999
1000                 set_default_def (param, new_name);
1001                 phi = create_phi_node (name, first);
1002                 SSA_NAME_DEF_STMT (name) = phi;
1003                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
1004                              EXPR_LOCATION (param));
1005               }
1006           phis_constructed = true;
1007         }
1008
1009       if (act->add && !a_acc)
1010         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
1011                                              integer_zero_node);
1012
1013       if (act->mult && !m_acc)
1014         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
1015                                              integer_one_node);
1016     }
1017
1018   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1019     {
1020       next = tailcalls->next;
1021       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1022       free (tailcalls);
1023     }
1024
1025   if (a_acc || m_acc)
1026     {
1027       /* Modify the remaining return statements.  */
1028       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1029         {
1030           stmt = last_stmt (e->src);
1031
1032           if (stmt
1033               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1034             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1035         }
1036     }
1037
1038   if (changed)
1039     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1040
1041   if (phis_constructed)
1042     add_virtual_phis ();
1043   if (changed)
1044     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1045   return 0;
1046 }
1047
1048 static unsigned int
1049 execute_tail_recursion (void)
1050 {
1051   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1052 }
1053
1054 static bool
1055 gate_tail_calls (void)
1056 {
1057   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1058 }
1059
1060 static unsigned int
1061 execute_tail_calls (void)
1062 {
1063   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1064 }
1065
1066 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1067 {
1068  {
1069   GIMPLE_PASS,
1070   "tailr",                              /* name */
1071   gate_tail_calls,                      /* gate */
1072   execute_tail_recursion,               /* execute */
1073   NULL,                                 /* sub */
1074   NULL,                                 /* next */
1075   0,                                    /* static_pass_number */
1076   TV_NONE,                              /* tv_id */
1077   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1078   0,                                    /* properties_provided */
1079   0,                                    /* properties_destroyed */
1080   0,                                    /* todo_flags_start */
1081   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1082  }
1083 };
1084
1085 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1086 {
1087  {
1088   GIMPLE_PASS,
1089   "tailc",                              /* name */
1090   gate_tail_calls,                      /* gate */
1091   execute_tail_calls,                   /* execute */
1092   NULL,                                 /* sub */
1093   NULL,                                 /* next */
1094   0,                                    /* static_pass_number */
1095   TV_NONE,                              /* tv_id */
1096   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1097   0,                                    /* properties_provided */
1098   0,                                    /* properties_destroyed */
1099   0,                                    /* todo_flags_start */
1100   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1101  }
1102 };