OSDN Git Service

PR target/40603
[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 "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "hard-reg-set.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "function.h"
31 #include "tree-flow.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "diagnostic.h"
34 #include "except.h"
35 #include "tree-pass.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "langhooks.h"
38 #include "dbgcnt.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   /* No local variable nor structure field should escape to callees.  */
137   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
138     {
139       if (!is_global_var (var)
140           /* ???  We do not have a suitable predicate for escaping to
141              callees.  With IPA-PTA the following might be incorrect.
142              We want to catch
143                foo {
144                  int i;
145                  bar (&i);
146                  foo ();
147                }
148              where bar might store &i somewhere and in the next
149              recursion should not be able to tell if it got the
150              same (with tail-recursion applied) or a different
151              address.  */
152           && is_call_clobbered (var))
153         return false;
154     }
155
156   return true;
157 }
158 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
159    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
160    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
161    tail call discovery happen.  */
162
163 static bool
164 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
165 {
166   tree param;
167
168   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
169      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
170   if (cfun->calls_alloca)
171     return false;
172
173   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
174      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
175      that we cannot do any sibcall transformations.  */
176   if (USING_SJLJ_EXCEPTIONS && current_function_has_exception_handlers ())
177     return false;
178
179   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
180      any called function.  ??? We really should represent this
181      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
182   if (cfun->calls_setjmp)
183     return false;
184
185   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
186      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
187   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
188        param;
189        param = TREE_CHAIN (param))
190     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
191       return false;
192
193   return true;
194 }
195
196 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
197    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
198    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
199    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
200    containing the value of EXPR at GSI.  */
201
202 static tree
203 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
204 {
205   basic_block bb, call_bb, at_bb;
206   edge e;
207   edge_iterator ei;
208
209   if (is_gimple_min_invariant (expr))
210     return expr;
211
212   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
213     return NULL_TREE;
214
215   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
216   at_bb = gimple_bb (at);
217   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
218   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
219     bb->aux = &bb->aux;
220   bb->aux = &bb->aux;
221
222   while (1)
223     {
224       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
225       bb = gimple_bb (at);
226
227       /* The default definition or defined before the chain.  */
228       if (!bb || !bb->aux)
229         break;
230
231       if (bb == call_bb)
232         {
233           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
234             if (gsi_stmt (gsi) == at)
235               break;
236
237           if (!gsi_end_p (gsi))
238             expr = NULL_TREE;
239           break;
240         }
241
242       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
243         {
244           expr = NULL_TREE;
245           break;
246         }
247
248       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
249         if (e->src->aux)
250           break;
251       gcc_assert (e);
252
253       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
254       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
255         {
256           /* The value is a constant.  */
257           break;
258         }
259     }
260
261   /* Unmark the blocks.  */
262   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
263     bb->aux = NULL;
264   bb->aux = NULL;
265
266   return expr;
267 }
268
269 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
270    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
271    additive factor for the real return value.  */
272
273 static bool
274 process_assignment (gimple stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
275                     tree *a, tree *ass_var)
276 {
277   tree op0, op1, non_ass_var;
278   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
279   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
280   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
281   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
282
283   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
284      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
285      conversions that can never produce extra code between the function
286      call and the function return.  */
287   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
288       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
289     {
290       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
291          additional code.  */
292       if (gimple_assign_cast_p (stmt)
293           && TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
294         return false;
295
296       if (src_var != *ass_var)
297         return false;
298
299       *ass_var = dest;
300       return true;
301     }
302
303   if (rhs_class != GIMPLE_BINARY_RHS)
304     return false;
305
306   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
307      We can only do that for floating-point types if we're assuming
308      that addition and multiplication are associative.  */
309   if (!flag_associative_math)
310     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
311       return false;
312
313   /* We only handle the code like
314
315      x = call ();
316      y = m * x;
317      z = y + a;
318      return z;
319
320      TODO -- Extend it for cases where the linear transformation of the output
321      is expressed in a more complicated way.  */
322
323   op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
324   op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
325
326   if (op0 == *ass_var
327       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
328     ;
329   else if (op1 == *ass_var
330            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
331     ;
332   else
333     return false;
334
335   switch (code)
336     {
337     case PLUS_EXPR:
338       *a = non_ass_var;
339       *ass_var = dest;
340       return true;
341
342     case MULT_EXPR:
343       *m = non_ass_var;
344       *ass_var = dest;
345       return true;
346
347       /* TODO -- Handle other codes (NEGATE_EXPR, MINUS_EXPR,
348          POINTER_PLUS_EXPR).  */
349
350     default:
351       return false;
352     }
353 }
354
355 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
356
357 static tree
358 propagate_through_phis (tree var, edge e)
359 {
360   basic_block dest = e->dest;
361   gimple_stmt_iterator gsi;
362
363   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
364     {
365       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
366       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
367         return PHI_RESULT (phi);
368     }
369   return var;
370 }
371
372 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
373    added to the start of RET.  */
374
375 static void
376 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
377 {
378   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
379   gimple stmt, call = NULL;
380   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
381   bool tail_recursion;
382   struct tailcall *nw;
383   edge e;
384   tree m, a;
385   basic_block abb;
386   size_t idx;
387   tree var;
388   referenced_var_iterator rvi;
389
390   if (!single_succ_p (bb))
391     return;
392
393   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
394     {
395       stmt = gsi_stmt (gsi);
396
397       /* Ignore labels.  */
398       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL || is_gimple_debug (stmt))
399         continue;
400
401       /* Check for a call.  */
402       if (is_gimple_call (stmt))
403         {
404           call = stmt;
405           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
406           break;
407         }
408
409       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
410       if (gimple_references_memory_p (stmt)
411           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
412         return;
413     }
414
415   if (gsi_end_p (gsi))
416     {
417       edge_iterator ei;
418       /* Recurse to the predecessors.  */
419       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
420         find_tail_calls (e->src, ret);
421
422       return;
423     }
424
425   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
426      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
427      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
428      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
429      effect anyway, so tailcall is impossible.
430
431      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
432      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
433      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
434      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
435      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
436   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
437     return;
438
439   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
440   tail_recursion = false;
441   func = gimple_call_fndecl (call);
442   if (func == current_function_decl)
443     {
444       tree arg, var;
445       referenced_var_iterator rvi;
446
447       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
448            param && idx < gimple_call_num_args (call);
449            param = TREE_CHAIN (param), idx ++)
450         {
451           arg = gimple_call_arg (call, idx);
452           if (param != arg)
453             {
454               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
455                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
456                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
457                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
458               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
459                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
460                                                  TREE_TYPE (arg)))
461                 break;
462
463               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
464                  created for it at the start of the function has the meaning
465                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
466                  from the previous condition, however this one could be
467                  relaxed by being more careful with copying the new value
468                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
469                  updating the virtual operands).  */
470               if (!is_gimple_reg (param))
471                 break;
472             }
473         }
474       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
475         tail_recursion = true;
476
477       /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
478          to local variables.  */
479       FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
480         {
481           if (!is_global_var (var)
482               && ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var))
483             return;
484         }
485     }
486
487   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
488      to local variables.  */
489   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
490     {
491       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
492           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
493           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
494               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
495         return;
496     }
497
498   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
499      operands, so they may only depend on the call through its return
500      value.  The return value should also be dependent on each of them,
501      since we are running after dce.  */
502   m = NULL_TREE;
503   a = NULL_TREE;
504
505   abb = bb;
506   agsi = gsi;
507   while (1)
508     {
509       tree tmp_a = NULL_TREE;
510       tree tmp_m = NULL_TREE;
511       gsi_next (&agsi);
512
513       while (gsi_end_p (agsi))
514         {
515           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
516           abb = single_succ (abb);
517           agsi = gsi_start_bb (abb);
518         }
519
520       stmt = gsi_stmt (agsi);
521
522       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
523         continue;
524
525       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
526         break;
527
528       if (is_gimple_debug (stmt))
529         continue;
530
531       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
532         return;
533
534       /* This is a gimple assign. */
535       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
536         return;
537
538       if (tmp_a)
539         {
540           if (a)
541             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (tmp_a), a, tmp_a);
542           else
543             a = tmp_a;
544         }
545       if (tmp_m)
546         {
547           if (m)
548             m = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), m, tmp_m);
549           else
550             m = tmp_m;
551
552           if (a)
553             a = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), 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 = TREE_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 (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 = TREE_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   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1026     {
1027       next = tailcalls->next;
1028       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1029       free (tailcalls);
1030     }
1031
1032   if (a_acc || m_acc)
1033     {
1034       /* Modify the remaining return statements.  */
1035       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1036         {
1037           stmt = last_stmt (e->src);
1038
1039           if (stmt
1040               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1041             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1042         }
1043     }
1044
1045   if (changed)
1046     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1047
1048   if (phis_constructed)
1049     add_virtual_phis ();
1050   if (changed)
1051     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1052   return 0;
1053 }
1054
1055 static unsigned int
1056 execute_tail_recursion (void)
1057 {
1058   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1059 }
1060
1061 static bool
1062 gate_tail_calls (void)
1063 {
1064   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1065 }
1066
1067 static unsigned int
1068 execute_tail_calls (void)
1069 {
1070   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1071 }
1072
1073 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1074 {
1075  {
1076   GIMPLE_PASS,
1077   "tailr",                              /* name */
1078   gate_tail_calls,                      /* gate */
1079   execute_tail_recursion,               /* execute */
1080   NULL,                                 /* sub */
1081   NULL,                                 /* next */
1082   0,                                    /* static_pass_number */
1083   TV_NONE,                              /* tv_id */
1084   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1085   0,                                    /* properties_provided */
1086   0,                                    /* properties_destroyed */
1087   0,                                    /* todo_flags_start */
1088   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1089  }
1090 };
1091
1092 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1093 {
1094  {
1095   GIMPLE_PASS,
1096   "tailc",                              /* name */
1097   gate_tail_calls,                      /* gate */
1098   execute_tail_calls,                   /* execute */
1099   NULL,                                 /* sub */
1100   NULL,                                 /* next */
1101   0,                                    /* static_pass_number */
1102   TV_NONE,                              /* tv_id */
1103   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1104   0,                                    /* properties_provided */
1105   0,                                    /* properties_destroyed */
1106   0,                                    /* todo_flags_start */
1107   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1108  }
1109 };