OSDN Git Service

* dwarf2out.c (gen_compile_unit_die): Use DW_LANG_Go for Go.
[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, 2011
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 #include "target.h"
38 #include "common/common-target.h"
39
40 /* The file implements the tail recursion elimination.  It is also used to
41    analyze the tail calls in general, passing the results to the rtl level
42    where they are used for sibcall optimization.
43
44    In addition to the standard tail recursion elimination, we handle the most
45    trivial cases of making the call tail recursive by creating accumulators.
46    For example the following function
47
48    int sum (int n)
49    {
50      if (n > 0)
51        return n + sum (n - 1);
52      else
53        return 0;
54    }
55
56    is transformed into
57
58    int sum (int n)
59    {
60      int acc = 0;
61
62      while (n > 0)
63        acc += n--;
64
65      return acc;
66    }
67
68    To do this, we maintain two accumulators (a_acc and m_acc) that indicate
69    when we reach the return x statement, we should return a_acc + x * m_acc
70    instead.  They are initially initialized to 0 and 1, respectively,
71    so the semantics of the function is obviously preserved.  If we are
72    guaranteed that the value of the accumulator never change, we
73    omit the accumulator.
74
75    There are three cases how the function may exit.  The first one is
76    handled in adjust_return_value, the other two in adjust_accumulator_values
77    (the second case is actually a special case of the third one and we
78    present it separately just for clarity):
79
80    1) Just return x, where x is not in any of the remaining special shapes.
81       We rewrite this to a gimple equivalent of return m_acc * x + a_acc.
82
83    2) return f (...), where f is the current function, is rewritten in a
84       classical tail-recursion elimination way, into assignment of arguments
85       and jump to the start of the function.  Values of the accumulators
86       are unchanged.
87
88    3) return a + m * f(...), where a and m do not depend on call to f.
89       To preserve the semantics described before we want this to be rewritten
90       in such a way that we finally return
91
92       a_acc + (a + m * f(...)) * m_acc = (a_acc + a * m_acc) + (m * m_acc) * f(...).
93
94       I.e. we increase a_acc by a * m_acc, multiply m_acc by m and
95       eliminate the tail call to f.  Special cases when the value is just
96       added or just multiplied are obtained by setting a = 0 or m = 1.
97
98    TODO -- it is possible to do similar tricks for other operations.  */
99
100 /* A structure that describes the tailcall.  */
101
102 struct tailcall
103 {
104   /* The iterator pointing to the call statement.  */
105   gimple_stmt_iterator call_gsi;
106
107   /* True if it is a call to the current function.  */
108   bool tail_recursion;
109
110   /* The return value of the caller is mult * f + add, where f is the return
111      value of the call.  */
112   tree mult, add;
113
114   /* Next tailcall in the chain.  */
115   struct tailcall *next;
116 };
117
118 /* The variables holding the value of multiplicative and additive
119    accumulator.  */
120 static tree m_acc, a_acc;
121
122 static bool suitable_for_tail_opt_p (void);
123 static bool optimize_tail_call (struct tailcall *, bool);
124 static void eliminate_tail_call (struct tailcall *);
125 static void find_tail_calls (basic_block, struct tailcall **);
126
127 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
128    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).  */
129
130 static bool
131 suitable_for_tail_opt_p (void)
132 {
133   if (cfun->stdarg)
134     return false;
135
136   return true;
137 }
138 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
139    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
140    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
141    tail call discovery happen.  */
142
143 static bool
144 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
145 {
146   tree param;
147
148   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
149      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
150   if (cfun->calls_alloca)
151     return false;
152
153   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
154      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
155      that we cannot do any sibcall transformations.  */
156   if (targetm_common.except_unwind_info (&global_options) == UI_SJLJ
157       && current_function_has_exception_handlers ())
158     return false;
159
160   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
161      any called function.  ??? We really should represent this
162      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
163   if (cfun->calls_setjmp)
164     return false;
165
166   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
167      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
168   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
169        param;
170        param = DECL_CHAIN (param))
171     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
172       return false;
173
174   return true;
175 }
176
177 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
178    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
179    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
180    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
181    containing the value of EXPR at GSI.  */
182
183 static tree
184 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
185 {
186   basic_block bb, call_bb, at_bb;
187   edge e;
188   edge_iterator ei;
189
190   if (is_gimple_min_invariant (expr))
191     return expr;
192
193   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
194     return NULL_TREE;
195
196   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
197   at_bb = gimple_bb (at);
198   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
199   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
200     bb->aux = &bb->aux;
201   bb->aux = &bb->aux;
202
203   while (1)
204     {
205       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
206       bb = gimple_bb (at);
207
208       /* The default definition or defined before the chain.  */
209       if (!bb || !bb->aux)
210         break;
211
212       if (bb == call_bb)
213         {
214           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
215             if (gsi_stmt (gsi) == at)
216               break;
217
218           if (!gsi_end_p (gsi))
219             expr = NULL_TREE;
220           break;
221         }
222
223       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
224         {
225           expr = NULL_TREE;
226           break;
227         }
228
229       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
230         if (e->src->aux)
231           break;
232       gcc_assert (e);
233
234       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
235       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
236         {
237           /* The value is a constant.  */
238           break;
239         }
240     }
241
242   /* Unmark the blocks.  */
243   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
244     bb->aux = NULL;
245   bb->aux = NULL;
246
247   return expr;
248 }
249
250 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
251    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
252    additive factor for the real return value.  */
253
254 static bool
255 process_assignment (gimple stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
256                     tree *a, tree *ass_var)
257 {
258   tree op0, op1 = NULL_TREE, non_ass_var = NULL_TREE;
259   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
260   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
261   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
262   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
263
264   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
265      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
266      conversions that can never produce extra code between the function
267      call and the function return.  */
268   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
269       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
270     {
271       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
272          additional code.  */
273       if (gimple_assign_cast_p (stmt)
274           && TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
275         return false;
276
277       if (src_var != *ass_var)
278         return false;
279
280       *ass_var = dest;
281       return true;
282     }
283
284   switch (rhs_class)
285     {
286     case GIMPLE_BINARY_RHS:
287       op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
288
289       /* Fall through.  */
290
291     case GIMPLE_UNARY_RHS:
292       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
293       break;
294
295     default:
296       return false;
297     }
298
299   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
300      We can only do that for floating-point types if we're assuming
301      that addition and multiplication are associative.  */
302   if (!flag_associative_math)
303     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
304       return false;
305
306   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS)
307     ;
308   else if (op0 == *ass_var
309       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
310     ;
311   else if (op1 == *ass_var
312            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
313     ;
314   else
315     return false;
316
317   switch (code)
318     {
319     case PLUS_EXPR:
320       *a = non_ass_var;
321       *ass_var = dest;
322       return true;
323
324     case MULT_EXPR:
325       *m = non_ass_var;
326       *ass_var = dest;
327       return true;
328
329     case NEGATE_EXPR:
330       if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
331         *m = build_real (TREE_TYPE (op0), dconstm1);
332       else
333         *m = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), -1);
334
335       *ass_var = dest;
336       return true;
337
338     case MINUS_EXPR:
339       if (*ass_var == op0)
340         *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
341       else
342         {
343           if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (non_ass_var)))
344             *m = build_real (TREE_TYPE (non_ass_var), dconstm1);
345           else
346             *m = build_int_cst (TREE_TYPE (non_ass_var), -1);
347
348           *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
349         }
350
351       *ass_var = dest;
352       return true;
353
354       /* TODO -- Handle POINTER_PLUS_EXPR.  */
355
356     default:
357       return false;
358     }
359 }
360
361 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
362
363 static tree
364 propagate_through_phis (tree var, edge e)
365 {
366   basic_block dest = e->dest;
367   gimple_stmt_iterator gsi;
368
369   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
370     {
371       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
372       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
373         return PHI_RESULT (phi);
374     }
375   return var;
376 }
377
378 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
379    added to the start of RET.  */
380
381 static void
382 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
383 {
384   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
385   gimple stmt, call = NULL;
386   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
387   bool tail_recursion;
388   struct tailcall *nw;
389   edge e;
390   tree m, a;
391   basic_block abb;
392   size_t idx;
393   tree var;
394   referenced_var_iterator rvi;
395
396   if (!single_succ_p (bb))
397     return;
398
399   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
400     {
401       stmt = gsi_stmt (gsi);
402
403       /* Ignore labels, returns and debug stmts.  */
404       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL
405           || gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN
406           || is_gimple_debug (stmt))
407         continue;
408
409       /* Check for a call.  */
410       if (is_gimple_call (stmt))
411         {
412           call = stmt;
413           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
414           break;
415         }
416
417       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
418       if (gimple_references_memory_p (stmt)
419           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
420         return;
421     }
422
423   if (gsi_end_p (gsi))
424     {
425       edge_iterator ei;
426       /* Recurse to the predecessors.  */
427       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
428         find_tail_calls (e->src, ret);
429
430       return;
431     }
432
433   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
434      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
435      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
436      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
437      effect anyway, so tailcall is impossible.
438
439      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
440      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
441      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
442      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
443      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
444   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
445     return;
446
447   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
448   tail_recursion = false;
449   func = gimple_call_fndecl (call);
450   if (func == current_function_decl)
451     {
452       tree arg;
453
454       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
455            param && idx < gimple_call_num_args (call);
456            param = DECL_CHAIN (param), idx ++)
457         {
458           arg = gimple_call_arg (call, idx);
459           if (param != arg)
460             {
461               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
462                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
463                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
464                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
465               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
466                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
467                                                  TREE_TYPE (arg)))
468                 break;
469
470               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
471                  created for it at the start of the function has the meaning
472                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
473                  from the previous condition, however this one could be
474                  relaxed by being more careful with copying the new value
475                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
476                  updating the virtual operands).  */
477               if (!is_gimple_reg (param))
478                 break;
479             }
480         }
481       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
482         tail_recursion = true;
483     }
484
485   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
486      to local variables.  */
487   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (cfun, var, rvi)
488     {
489       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
490           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
491           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
492               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
493         return;
494     }
495
496   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
497      operands, so they may only depend on the call through its return
498      value.  The return value should also be dependent on each of them,
499      since we are running after dce.  */
500   m = NULL_TREE;
501   a = NULL_TREE;
502
503   abb = bb;
504   agsi = gsi;
505   while (1)
506     {
507       tree tmp_a = NULL_TREE;
508       tree tmp_m = NULL_TREE;
509       gsi_next (&agsi);
510
511       while (gsi_end_p (agsi))
512         {
513           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
514           abb = single_succ (abb);
515           agsi = gsi_start_bb (abb);
516         }
517
518       stmt = gsi_stmt (agsi);
519
520       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
521         continue;
522
523       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
524         break;
525
526       if (is_gimple_debug (stmt))
527         continue;
528
529       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
530         return;
531
532       /* This is a gimple assign. */
533       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
534         return;
535
536       if (tmp_a)
537         {
538           tree type = TREE_TYPE (tmp_a);
539           if (a)
540             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_a);
541           else
542             a = tmp_a;
543         }
544       if (tmp_m)
545         {
546           tree type = TREE_TYPE (tmp_m);
547           if (m)
548             m = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, m), tmp_m);
549           else
550             m = tmp_m;
551
552           if (a)
553             a = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_m);
554         }
555     }
556
557   /* See if this is a tail call we can handle.  */
558   ret_var = gimple_return_retval (stmt);
559
560   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
561      is identical to the call's return.  */
562   if (ret_var
563       && (ret_var != ass_var))
564     return;
565
566   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
567      multiplicands.  */
568   if (!tail_recursion && (m || a))
569     return;
570
571   nw = XNEW (struct tailcall);
572
573   nw->call_gsi = gsi;
574
575   nw->tail_recursion = tail_recursion;
576
577   nw->mult = m;
578   nw->add = a;
579
580   nw->next = *ret;
581   *ret = nw;
582 }
583
584 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
585
586 static void
587 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
588 {
589   gimple_stmt_iterator gsi;
590
591   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
592     if (PHI_RESULT (gsi_stmt (gsi)) == var)
593       break;
594
595   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
596   add_phi_arg (gsi_stmt (gsi), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
597 }
598
599 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
600    CODE, OP0 and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
601    statement in the position specified by GSI and UPDATE.  Returns the
602    tree node of the statement's result.  */
603
604 static tree
605 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
606                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
607 {
608
609   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
610   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
611   gimple stmt;
612   tree result;
613
614   add_referenced_var (tmp);
615
616   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
617     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, tmp, acc, op1);
618   else
619     {
620       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
621                                fold_build2 (code,
622                                             TREE_TYPE (op1),
623                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
624                                             op1));
625       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
626                                       false, NULL, true, GSI_CONTINUE_LINKING);
627       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
628     }
629
630   result = make_ssa_name (tmp, stmt);
631   gimple_assign_set_lhs (stmt, result);
632   update_stmt (stmt);
633   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
634   return result;
635 }
636
637 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
638    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
639    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
640    of updated accumulator.  */
641
642 static tree
643 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
644                              gimple_stmt_iterator gsi)
645 {
646   gimple stmt;
647   tree var;
648   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
649     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, SSA_NAME_VAR (acc), acc, op1);
650   else
651     {
652       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
653                                fold_build2 (code,
654                                             TREE_TYPE (op1),
655                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
656                                             op1));
657       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
658                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
659       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
660     }
661   var = make_ssa_name (SSA_NAME_VAR (acc), stmt);
662   gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
663   update_stmt (stmt);
664   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
665   return var;
666 }
667
668 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
669    the phi nodes on edge BACK.  */
670
671 static void
672 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
673 {
674   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
675
676   if (m)
677     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
678   if (a)
679     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
680
681   a_acc_arg = a_acc;
682   m_acc_arg = m_acc;
683   if (a)
684     {
685       if (m_acc)
686         {
687           if (integer_onep (a))
688             var = m_acc;
689           else
690             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
691                                                 a, gsi);
692         }
693       else
694         var = a;
695
696       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
697     }
698
699   if (m)
700     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
701
702   if (a_acc)
703     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
704
705   if (m_acc)
706     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
707 }
708
709 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
710    accumulators.  */
711
712 static void
713 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
714 {
715   tree retval;
716   gimple ret_stmt = gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb));
717   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
718
719   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
720
721   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
722   if (!retval || retval == error_mark_node)
723     return;
724
725   if (m)
726     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
727                                            gsi);
728   if (a)
729     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
730                                            gsi);
731   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
732   update_stmt (ret_stmt);
733 }
734
735 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
736    outgoing edge.  */
737 static void
738 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
739 {
740   edge e;
741   bb->count -= count;
742   if (bb->count < 0)
743     bb->count = 0;
744   bb->frequency -= frequency;
745   if (bb->frequency < 0)
746     bb->frequency = 0;
747   if (!single_succ_p (bb))
748     {
749       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
750       return;
751     }
752   e = single_succ_edge (bb);
753   e->count -= count;
754   if (e->count < 0)
755     e->count = 0;
756 }
757
758 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
759    when the call is eliminated.  */
760
761 static bool
762 arg_needs_copy_p (tree param)
763 {
764   tree def;
765
766   if (!is_gimple_reg (param) || !var_ann (param))
767     return false;
768
769   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
770   def = gimple_default_def (cfun, param);
771   if (!def)
772     return false;
773
774   return true;
775 }
776
777 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
778    temporary variables used to copy the function arguments.  */
779
780 static void
781 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
782 {
783   tree param, rslt;
784   gimple stmt, call;
785   tree arg;
786   size_t idx;
787   basic_block bb, first;
788   edge e;
789   gimple phi;
790   gimple_stmt_iterator gsi;
791   gimple orig_stmt;
792
793   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
794   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
795
796   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
797     {
798       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
799                bb->index);
800       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
801       fprintf (dump_file, "\n");
802     }
803
804   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
805
806   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
807
808   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
809      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
810      cfg cleanup.  */
811   gsi = t->call_gsi;
812   gsi_next (&gsi);
813   while (!gsi_end_p (gsi))
814     {
815       gimple t = gsi_stmt (gsi);
816       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
817          sees how the block ends.  */
818       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
819         break;
820
821       gsi_remove (&gsi, true);
822       release_defs (t);
823     }
824
825   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
826   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
827   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
828   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
829   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
830     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
831
832   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
833   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
834                                 first);
835   gcc_assert (e);
836   PENDING_STMT (e) = NULL;
837
838   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
839      be the same as the ordering of the arguments.  */
840   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
841          idx = 0, gsi = gsi_start_phis (first);
842        param;
843        param = DECL_CHAIN (param), idx++)
844     {
845       if (!arg_needs_copy_p (param))
846         continue;
847
848       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
849       phi = gsi_stmt (gsi);
850       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
851
852       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
853       gsi_next (&gsi);
854     }
855
856   /* Update the values of accumulators.  */
857   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
858
859   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
860   rslt = gimple_call_lhs (call);
861   if (rslt != NULL_TREE)
862     {
863       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
864          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
865       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
866     }
867
868   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
869   release_defs (call);
870 }
871
872 /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
873    header of the loop created by tail recursion elimination.
874
875    Originally, we used to add phi nodes only for call clobbered variables,
876    as the value of the non-call clobbered ones obviously cannot be used
877    or changed within the recursive call.  However, the local variables
878    from multiple calls now share the same location, so the virtual ssa form
879    requires us to say that the location dies on further iterations of the loop,
880    which requires adding phi nodes.
881 */
882 static void
883 add_virtual_phis (void)
884 {
885   referenced_var_iterator rvi;
886   tree var;
887
888   /* The problematic part is that there is no way how to know what
889      to put into phi nodes (there in fact does not have to be such
890      ssa name available).  A solution would be to have an artificial
891      use/kill for all virtual operands in EXIT node.  Unless we have
892      this, we cannot do much better than to rebuild the ssa form for
893      possibly affected virtual ssa names from scratch.  */
894
895   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (cfun, var, rvi)
896     {
897       if (!is_gimple_reg (var) && gimple_default_def (cfun, var) != NULL_TREE)
898         mark_sym_for_renaming (var);
899     }
900 }
901
902 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
903    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
904
905 static bool
906 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
907 {
908   if (t->tail_recursion)
909     {
910       eliminate_tail_call (t);
911       return true;
912     }
913
914   if (opt_tailcalls)
915     {
916       gimple stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
917
918       gimple_call_set_tail (stmt, true);
919       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
920         {
921           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
922           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
923           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
924         }
925     }
926
927   return false;
928 }
929
930 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
931    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
932    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
933    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
934    INIT converted to the current function return type.  */
935
936 static tree
937 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
938 {
939   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
940   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
941   gimple phi;
942
943   add_referenced_var (tmp);
944   phi = create_phi_node (tmp, bb);
945   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
946   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
947                UNKNOWN_LOCATION);
948   return PHI_RESULT (phi);
949 }
950
951 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
952    into iteration.  */
953
954 static unsigned int
955 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
956 {
957   edge e;
958   bool phis_constructed = false;
959   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
960   bool changed = false;
961   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
962   tree param;
963   gimple stmt;
964   edge_iterator ei;
965
966   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
967     return 0;
968   if (opt_tailcalls)
969     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
970
971   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
972     {
973       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
974          statement.  */
975       stmt = last_stmt (e->src);
976
977       if (stmt
978           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
979         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
980     }
981
982   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
983   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
984   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
985     {
986       if (!act->tail_recursion)
987         continue;
988
989       if (!phis_constructed)
990         {
991           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
992              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
993           if (!single_pred_p (first)
994               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
995             first = split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR));
996
997           /* Copy the args if needed.  */
998           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
999                param;
1000                param = DECL_CHAIN (param))
1001             if (arg_needs_copy_p (param))
1002               {
1003                 tree name = gimple_default_def (cfun, param);
1004                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
1005                 gimple phi;
1006
1007                 set_default_def (param, new_name);
1008                 phi = create_phi_node (name, first);
1009                 SSA_NAME_DEF_STMT (name) = phi;
1010                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
1011                              EXPR_LOCATION (param));
1012               }
1013           phis_constructed = true;
1014         }
1015
1016       if (act->add && !a_acc)
1017         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
1018                                              integer_zero_node);
1019
1020       if (act->mult && !m_acc)
1021         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
1022                                              integer_one_node);
1023     }
1024
1025   if (a_acc || m_acc)
1026     {
1027       /* When the tail call elimination using accumulators is performed,
1028          statements adding the accumulated value are inserted at all exits.
1029          This turns all other tail calls to non-tail ones.  */
1030       opt_tailcalls = false;
1031     }
1032
1033   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1034     {
1035       next = tailcalls->next;
1036       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1037       free (tailcalls);
1038     }
1039
1040   if (a_acc || m_acc)
1041     {
1042       /* Modify the remaining return statements.  */
1043       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1044         {
1045           stmt = last_stmt (e->src);
1046
1047           if (stmt
1048               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1049             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1050         }
1051     }
1052
1053   if (changed)
1054     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1055
1056   if (phis_constructed)
1057     add_virtual_phis ();
1058   if (changed)
1059     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1060   return 0;
1061 }
1062
1063 static unsigned int
1064 execute_tail_recursion (void)
1065 {
1066   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1067 }
1068
1069 static bool
1070 gate_tail_calls (void)
1071 {
1072   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1073 }
1074
1075 static unsigned int
1076 execute_tail_calls (void)
1077 {
1078   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1079 }
1080
1081 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1082 {
1083  {
1084   GIMPLE_PASS,
1085   "tailr",                              /* name */
1086   gate_tail_calls,                      /* gate */
1087   execute_tail_recursion,               /* execute */
1088   NULL,                                 /* sub */
1089   NULL,                                 /* next */
1090   0,                                    /* static_pass_number */
1091   TV_NONE,                              /* tv_id */
1092   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1093   0,                                    /* properties_provided */
1094   0,                                    /* properties_destroyed */
1095   0,                                    /* todo_flags_start */
1096   TODO_verify_ssa                       /* todo_flags_finish */
1097  }
1098 };
1099
1100 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1101 {
1102  {
1103   GIMPLE_PASS,
1104   "tailc",                              /* name */
1105   gate_tail_calls,                      /* gate */
1106   execute_tail_calls,                   /* execute */
1107   NULL,                                 /* sub */
1108   NULL,                                 /* next */
1109   0,                                    /* static_pass_number */
1110   TV_NONE,                              /* tv_id */
1111   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1112   0,                                    /* properties_provided */
1113   0,                                    /* properties_destroyed */
1114   0,                                    /* todo_flags_start */
1115   TODO_verify_ssa                       /* todo_flags_finish */
1116  }
1117 };