OSDN Git Service

PR middle-end/46844
[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 #include "target.h"
38
39 /* The file implements the tail recursion elimination.  It is also used to
40    analyze the tail calls in general, passing the results to the rtl level
41    where they are used for sibcall optimization.
42
43    In addition to the standard tail recursion elimination, we handle the most
44    trivial cases of making the call tail recursive by creating accumulators.
45    For example the following function
46
47    int sum (int n)
48    {
49      if (n > 0)
50        return n + sum (n - 1);
51      else
52        return 0;
53    }
54
55    is transformed into
56
57    int sum (int n)
58    {
59      int acc = 0;
60
61      while (n > 0)
62        acc += n--;
63
64      return acc;
65    }
66
67    To do this, we maintain two accumulators (a_acc and m_acc) that indicate
68    when we reach the return x statement, we should return a_acc + x * m_acc
69    instead.  They are initially initialized to 0 and 1, respectively,
70    so the semantics of the function is obviously preserved.  If we are
71    guaranteed that the value of the accumulator never change, we
72    omit the accumulator.
73
74    There are three cases how the function may exit.  The first one is
75    handled in adjust_return_value, the other two in adjust_accumulator_values
76    (the second case is actually a special case of the third one and we
77    present it separately just for clarity):
78
79    1) Just return x, where x is not in any of the remaining special shapes.
80       We rewrite this to a gimple equivalent of return m_acc * x + a_acc.
81
82    2) return f (...), where f is the current function, is rewritten in a
83       classical tail-recursion elimination way, into assignment of arguments
84       and jump to the start of the function.  Values of the accumulators
85       are unchanged.
86
87    3) return a + m * f(...), where a and m do not depend on call to f.
88       To preserve the semantics described before we want this to be rewritten
89       in such a way that we finally return
90
91       a_acc + (a + m * f(...)) * m_acc = (a_acc + a * m_acc) + (m * m_acc) * f(...).
92
93       I.e. we increase a_acc by a * m_acc, multiply m_acc by m and
94       eliminate the tail call to f.  Special cases when the value is just
95       added or just multiplied are obtained by setting a = 0 or m = 1.
96
97    TODO -- it is possible to do similar tricks for other operations.  */
98
99 /* A structure that describes the tailcall.  */
100
101 struct tailcall
102 {
103   /* The iterator pointing to the call statement.  */
104   gimple_stmt_iterator call_gsi;
105
106   /* True if it is a call to the current function.  */
107   bool tail_recursion;
108
109   /* The return value of the caller is mult * f + add, where f is the return
110      value of the call.  */
111   tree mult, add;
112
113   /* Next tailcall in the chain.  */
114   struct tailcall *next;
115 };
116
117 /* The variables holding the value of multiplicative and additive
118    accumulator.  */
119 static tree m_acc, a_acc;
120
121 static bool suitable_for_tail_opt_p (void);
122 static bool optimize_tail_call (struct tailcall *, bool);
123 static void eliminate_tail_call (struct tailcall *);
124 static void find_tail_calls (basic_block, struct tailcall **);
125
126 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
127    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).  */
128
129 static bool
130 suitable_for_tail_opt_p (void)
131 {
132   if (cfun->stdarg)
133     return false;
134
135   return true;
136 }
137 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
138    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
139    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
140    tail call discovery happen.  */
141
142 static bool
143 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
144 {
145   tree param;
146
147   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
148      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
149   if (cfun->calls_alloca)
150     return false;
151
152   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
153      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
154      that we cannot do any sibcall transformations.  */
155   if (targetm.except_unwind_info (&global_options) == UI_SJLJ
156       && current_function_has_exception_handlers ())
157     return false;
158
159   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
160      any called function.  ??? We really should represent this
161      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
162   if (cfun->calls_setjmp)
163     return false;
164
165   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
166      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
167   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
168        param;
169        param = DECL_CHAIN (param))
170     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
171       return false;
172
173   return true;
174 }
175
176 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
177    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
178    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
179    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
180    containing the value of EXPR at GSI.  */
181
182 static tree
183 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
184 {
185   basic_block bb, call_bb, at_bb;
186   edge e;
187   edge_iterator ei;
188
189   if (is_gimple_min_invariant (expr))
190     return expr;
191
192   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
193     return NULL_TREE;
194
195   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
196   at_bb = gimple_bb (at);
197   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
198   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
199     bb->aux = &bb->aux;
200   bb->aux = &bb->aux;
201
202   while (1)
203     {
204       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
205       bb = gimple_bb (at);
206
207       /* The default definition or defined before the chain.  */
208       if (!bb || !bb->aux)
209         break;
210
211       if (bb == call_bb)
212         {
213           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
214             if (gsi_stmt (gsi) == at)
215               break;
216
217           if (!gsi_end_p (gsi))
218             expr = NULL_TREE;
219           break;
220         }
221
222       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
223         {
224           expr = NULL_TREE;
225           break;
226         }
227
228       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
229         if (e->src->aux)
230           break;
231       gcc_assert (e);
232
233       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
234       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
235         {
236           /* The value is a constant.  */
237           break;
238         }
239     }
240
241   /* Unmark the blocks.  */
242   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
243     bb->aux = NULL;
244   bb->aux = NULL;
245
246   return expr;
247 }
248
249 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
250    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
251    additive factor for the real return value.  */
252
253 static bool
254 process_assignment (gimple stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
255                     tree *a, tree *ass_var)
256 {
257   tree op0, op1 = NULL_TREE, non_ass_var = NULL_TREE;
258   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
259   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
260   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
261   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
262
263   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
264      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
265      conversions that can never produce extra code between the function
266      call and the function return.  */
267   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
268       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
269     {
270       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
271          additional code.  */
272       if (gimple_assign_cast_p (stmt)
273           && TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
274         return false;
275
276       if (src_var != *ass_var)
277         return false;
278
279       *ass_var = dest;
280       return true;
281     }
282
283   switch (rhs_class)
284     {
285     case GIMPLE_BINARY_RHS:
286       op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
287
288       /* Fall through.  */
289
290     case GIMPLE_UNARY_RHS:
291       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
292       break;
293
294     default:
295       return false;
296     }
297
298   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
299      We can only do that for floating-point types if we're assuming
300      that addition and multiplication are associative.  */
301   if (!flag_associative_math)
302     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
303       return false;
304
305   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS)
306     ;
307   else if (op0 == *ass_var
308       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
309     ;
310   else if (op1 == *ass_var
311            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
312     ;
313   else
314     return false;
315
316   switch (code)
317     {
318     case PLUS_EXPR:
319       *a = non_ass_var;
320       *ass_var = dest;
321       return true;
322
323     case MULT_EXPR:
324       *m = non_ass_var;
325       *ass_var = dest;
326       return true;
327
328     case NEGATE_EXPR:
329       if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
330         *m = build_real (TREE_TYPE (op0), dconstm1);
331       else
332         *m = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), -1);
333
334       *ass_var = dest;
335       return true;
336
337     case MINUS_EXPR:
338       if (*ass_var == op0)
339         *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
340       else
341         {
342           if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (non_ass_var)))
343             *m = build_real (TREE_TYPE (non_ass_var), dconstm1);
344           else
345             *m = build_int_cst (TREE_TYPE (non_ass_var), -1);
346
347           *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
348         }
349
350       *ass_var = dest;
351       return true;
352
353       /* TODO -- Handle POINTER_PLUS_EXPR.  */
354
355     default:
356       return false;
357     }
358 }
359
360 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
361
362 static tree
363 propagate_through_phis (tree var, edge e)
364 {
365   basic_block dest = e->dest;
366   gimple_stmt_iterator gsi;
367
368   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
369     {
370       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
371       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
372         return PHI_RESULT (phi);
373     }
374   return var;
375 }
376
377 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
378    added to the start of RET.  */
379
380 static void
381 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
382 {
383   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
384   gimple stmt, call = NULL;
385   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
386   bool tail_recursion;
387   struct tailcall *nw;
388   edge e;
389   tree m, a;
390   basic_block abb;
391   size_t idx;
392   tree var;
393   referenced_var_iterator rvi;
394
395   if (!single_succ_p (bb))
396     return;
397
398   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
399     {
400       stmt = gsi_stmt (gsi);
401
402       /* Ignore labels.  */
403       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL || is_gimple_debug (stmt))
404         continue;
405
406       /* Check for a call.  */
407       if (is_gimple_call (stmt))
408         {
409           call = stmt;
410           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
411           break;
412         }
413
414       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
415       if (gimple_references_memory_p (stmt)
416           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
417         return;
418     }
419
420   if (gsi_end_p (gsi))
421     {
422       edge_iterator ei;
423       /* Recurse to the predecessors.  */
424       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
425         find_tail_calls (e->src, ret);
426
427       return;
428     }
429
430   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
431      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
432      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
433      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
434      effect anyway, so tailcall is impossible.
435
436      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
437      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
438      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
439      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
440      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
441   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
442     return;
443
444   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
445   tail_recursion = false;
446   func = gimple_call_fndecl (call);
447   if (func == current_function_decl)
448     {
449       tree arg;
450
451       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
452            param && idx < gimple_call_num_args (call);
453            param = DECL_CHAIN (param), idx ++)
454         {
455           arg = gimple_call_arg (call, idx);
456           if (param != arg)
457             {
458               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
459                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
460                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
461                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
462               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
463                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
464                                                  TREE_TYPE (arg)))
465                 break;
466
467               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
468                  created for it at the start of the function has the meaning
469                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
470                  from the previous condition, however this one could be
471                  relaxed by being more careful with copying the new value
472                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
473                  updating the virtual operands).  */
474               if (!is_gimple_reg (param))
475                 break;
476             }
477         }
478       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
479         tail_recursion = true;
480     }
481
482   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
483      to local variables.  */
484   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
485     {
486       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
487           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
488           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
489               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
490         return;
491     }
492
493   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
494      operands, so they may only depend on the call through its return
495      value.  The return value should also be dependent on each of them,
496      since we are running after dce.  */
497   m = NULL_TREE;
498   a = NULL_TREE;
499
500   abb = bb;
501   agsi = gsi;
502   while (1)
503     {
504       tree tmp_a = NULL_TREE;
505       tree tmp_m = NULL_TREE;
506       gsi_next (&agsi);
507
508       while (gsi_end_p (agsi))
509         {
510           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
511           abb = single_succ (abb);
512           agsi = gsi_start_bb (abb);
513         }
514
515       stmt = gsi_stmt (agsi);
516
517       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
518         continue;
519
520       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
521         break;
522
523       if (is_gimple_debug (stmt))
524         continue;
525
526       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
527         return;
528
529       /* This is a gimple assign. */
530       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
531         return;
532
533       if (tmp_a)
534         {
535           tree type = TREE_TYPE (tmp_a);
536           if (a)
537             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_a);
538           else
539             a = tmp_a;
540         }
541       if (tmp_m)
542         {
543           tree type = TREE_TYPE (tmp_m);
544           if (m)
545             m = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, m), tmp_m);
546           else
547             m = tmp_m;
548
549           if (a)
550             a = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_m);
551         }
552     }
553
554   /* See if this is a tail call we can handle.  */
555   ret_var = gimple_return_retval (stmt);
556
557   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
558      is identical to the call's return.  */
559   if (ret_var
560       && (ret_var != ass_var))
561     return;
562
563   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
564      multiplicands.  */
565   if (!tail_recursion && (m || a))
566     return;
567
568   nw = XNEW (struct tailcall);
569
570   nw->call_gsi = gsi;
571
572   nw->tail_recursion = tail_recursion;
573
574   nw->mult = m;
575   nw->add = a;
576
577   nw->next = *ret;
578   *ret = nw;
579 }
580
581 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
582
583 static void
584 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
585 {
586   gimple_stmt_iterator gsi;
587
588   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
589     if (PHI_RESULT (gsi_stmt (gsi)) == var)
590       break;
591
592   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
593   add_phi_arg (gsi_stmt (gsi), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
594 }
595
596 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
597    CODE, OP0 and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
598    statement in the position specified by GSI and UPDATE.  Returns the
599    tree node of the statement's result.  */
600
601 static tree
602 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
603                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
604 {
605
606   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
607   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
608   gimple stmt;
609   tree result;
610
611   add_referenced_var (tmp);
612
613   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
614     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, tmp, acc, op1);
615   else
616     {
617       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
618                                fold_build2 (code,
619                                             TREE_TYPE (op1),
620                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
621                                             op1));
622       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
623                                       false, NULL, true, GSI_CONTINUE_LINKING);
624       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
625     }
626
627   result = make_ssa_name (tmp, stmt);
628   gimple_assign_set_lhs (stmt, result);
629   update_stmt (stmt);
630   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
631   return result;
632 }
633
634 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
635    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
636    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
637    of updated accumulator.  */
638
639 static tree
640 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
641                              gimple_stmt_iterator gsi)
642 {
643   gimple stmt;
644   tree var;
645   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
646     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, SSA_NAME_VAR (acc), acc, op1);
647   else
648     {
649       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
650                                fold_build2 (code,
651                                             TREE_TYPE (op1),
652                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
653                                             op1));
654       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
655                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
656       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
657     }
658   var = make_ssa_name (SSA_NAME_VAR (acc), stmt);
659   gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
660   update_stmt (stmt);
661   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
662   return var;
663 }
664
665 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
666    the phi nodes on edge BACK.  */
667
668 static void
669 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
670 {
671   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
672
673   if (m)
674     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
675   if (a)
676     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
677
678   a_acc_arg = a_acc;
679   m_acc_arg = m_acc;
680   if (a)
681     {
682       if (m_acc)
683         {
684           if (integer_onep (a))
685             var = m_acc;
686           else
687             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
688                                                 a, gsi);
689         }
690       else
691         var = a;
692
693       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
694     }
695
696   if (m)
697     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
698
699   if (a_acc)
700     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
701
702   if (m_acc)
703     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
704 }
705
706 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
707    accumulators.  */
708
709 static void
710 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
711 {
712   tree retval;
713   gimple ret_stmt = gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb));
714   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
715
716   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
717
718   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
719   if (!retval || retval == error_mark_node)
720     return;
721
722   if (m)
723     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
724                                            gsi);
725   if (a)
726     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
727                                            gsi);
728   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
729   update_stmt (ret_stmt);
730 }
731
732 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
733    outgoing edge.  */
734 static void
735 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
736 {
737   edge e;
738   bb->count -= count;
739   if (bb->count < 0)
740     bb->count = 0;
741   bb->frequency -= frequency;
742   if (bb->frequency < 0)
743     bb->frequency = 0;
744   if (!single_succ_p (bb))
745     {
746       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
747       return;
748     }
749   e = single_succ_edge (bb);
750   e->count -= count;
751   if (e->count < 0)
752     e->count = 0;
753 }
754
755 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
756    when the call is eliminated.  */
757
758 static bool
759 arg_needs_copy_p (tree param)
760 {
761   tree def;
762
763   if (!is_gimple_reg (param) || !var_ann (param))
764     return false;
765
766   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
767   def = gimple_default_def (cfun, param);
768   if (!def)
769     return false;
770
771   return true;
772 }
773
774 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
775    temporary variables used to copy the function arguments.  */
776
777 static void
778 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
779 {
780   tree param, rslt;
781   gimple stmt, call;
782   tree arg;
783   size_t idx;
784   basic_block bb, first;
785   edge e;
786   gimple phi;
787   gimple_stmt_iterator gsi;
788   gimple orig_stmt;
789
790   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
791   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
792
793   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
794     {
795       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
796                bb->index);
797       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
798       fprintf (dump_file, "\n");
799     }
800
801   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
802
803   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
804
805   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
806      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
807      cfg cleanup.  */
808   gsi = t->call_gsi;
809   gsi_next (&gsi);
810   while (!gsi_end_p (gsi))
811     {
812       gimple t = gsi_stmt (gsi);
813       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
814          sees how the block ends.  */
815       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
816         break;
817
818       gsi_remove (&gsi, true);
819       release_defs (t);
820     }
821
822   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
823   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
824   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
825   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
826   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
827     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
828
829   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
830   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
831                                 first);
832   gcc_assert (e);
833   PENDING_STMT (e) = NULL;
834
835   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
836      be the same as the ordering of the arguments.  */
837   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
838          idx = 0, gsi = gsi_start_phis (first);
839        param;
840        param = DECL_CHAIN (param), idx++)
841     {
842       if (!arg_needs_copy_p (param))
843         continue;
844
845       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
846       phi = gsi_stmt (gsi);
847       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
848
849       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
850       gsi_next (&gsi);
851     }
852
853   /* Update the values of accumulators.  */
854   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
855
856   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
857   rslt = gimple_call_lhs (call);
858   if (rslt != NULL_TREE)
859     {
860       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
861          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
862       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
863     }
864
865   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
866   release_defs (call);
867 }
868
869 /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
870    header of the loop created by tail recursion elimination.
871
872    Originally, we used to add phi nodes only for call clobbered variables,
873    as the value of the non-call clobbered ones obviously cannot be used
874    or changed within the recursive call.  However, the local variables
875    from multiple calls now share the same location, so the virtual ssa form
876    requires us to say that the location dies on further iterations of the loop,
877    which requires adding phi nodes.
878 */
879 static void
880 add_virtual_phis (void)
881 {
882   referenced_var_iterator rvi;
883   tree var;
884
885   /* The problematic part is that there is no way how to know what
886      to put into phi nodes (there in fact does not have to be such
887      ssa name available).  A solution would be to have an artificial
888      use/kill for all virtual operands in EXIT node.  Unless we have
889      this, we cannot do much better than to rebuild the ssa form for
890      possibly affected virtual ssa names from scratch.  */
891
892   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
893     {
894       if (!is_gimple_reg (var) && gimple_default_def (cfun, var) != NULL_TREE)
895         mark_sym_for_renaming (var);
896     }
897 }
898
899 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
900    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
901
902 static bool
903 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
904 {
905   if (t->tail_recursion)
906     {
907       eliminate_tail_call (t);
908       return true;
909     }
910
911   if (opt_tailcalls)
912     {
913       gimple stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
914
915       gimple_call_set_tail (stmt, true);
916       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
917         {
918           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
919           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
920           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
921         }
922     }
923
924   return false;
925 }
926
927 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
928    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
929    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
930    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
931    INIT converted to the current function return type.  */
932
933 static tree
934 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
935 {
936   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
937   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
938   gimple phi;
939
940   add_referenced_var (tmp);
941   phi = create_phi_node (tmp, bb);
942   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
943   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
944                UNKNOWN_LOCATION);
945   return PHI_RESULT (phi);
946 }
947
948 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
949    into iteration.  */
950
951 static unsigned int
952 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
953 {
954   edge e;
955   bool phis_constructed = false;
956   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
957   bool changed = false;
958   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
959   tree param;
960   gimple stmt;
961   edge_iterator ei;
962
963   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
964     return 0;
965   if (opt_tailcalls)
966     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
967
968   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
969     {
970       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
971          statement.  */
972       stmt = last_stmt (e->src);
973
974       if (stmt
975           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
976         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
977     }
978
979   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
980   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
981   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
982     {
983       if (!act->tail_recursion)
984         continue;
985
986       if (!phis_constructed)
987         {
988           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
989              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
990           if (!single_pred_p (first)
991               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
992             first = split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR));
993
994           /* Copy the args if needed.  */
995           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
996                param;
997                param = DECL_CHAIN (param))
998             if (arg_needs_copy_p (param))
999               {
1000                 tree name = gimple_default_def (cfun, param);
1001                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
1002                 gimple phi;
1003
1004                 set_default_def (param, new_name);
1005                 phi = create_phi_node (name, first);
1006                 SSA_NAME_DEF_STMT (name) = phi;
1007                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
1008                              EXPR_LOCATION (param));
1009               }
1010           phis_constructed = true;
1011         }
1012
1013       if (act->add && !a_acc)
1014         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
1015                                              integer_zero_node);
1016
1017       if (act->mult && !m_acc)
1018         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
1019                                              integer_one_node);
1020     }
1021
1022   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1023     {
1024       next = tailcalls->next;
1025       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1026       free (tailcalls);
1027     }
1028
1029   if (a_acc || m_acc)
1030     {
1031       /* Modify the remaining return statements.  */
1032       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1033         {
1034           stmt = last_stmt (e->src);
1035
1036           if (stmt
1037               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1038             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1039         }
1040     }
1041
1042   if (changed)
1043     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1044
1045   if (phis_constructed)
1046     add_virtual_phis ();
1047   if (changed)
1048     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1049   return 0;
1050 }
1051
1052 static unsigned int
1053 execute_tail_recursion (void)
1054 {
1055   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1056 }
1057
1058 static bool
1059 gate_tail_calls (void)
1060 {
1061   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1062 }
1063
1064 static unsigned int
1065 execute_tail_calls (void)
1066 {
1067   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1068 }
1069
1070 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1071 {
1072  {
1073   GIMPLE_PASS,
1074   "tailr",                              /* name */
1075   gate_tail_calls,                      /* gate */
1076   execute_tail_recursion,               /* execute */
1077   NULL,                                 /* sub */
1078   NULL,                                 /* next */
1079   0,                                    /* static_pass_number */
1080   TV_NONE,                              /* tv_id */
1081   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1082   0,                                    /* properties_provided */
1083   0,                                    /* properties_destroyed */
1084   0,                                    /* todo_flags_start */
1085   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1086  }
1087 };
1088
1089 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1090 {
1091  {
1092   GIMPLE_PASS,
1093   "tailc",                              /* name */
1094   gate_tail_calls,                      /* gate */
1095   execute_tail_calls,                   /* execute */
1096   NULL,                                 /* sub */
1097   NULL,                                 /* next */
1098   0,                                    /* static_pass_number */
1099   TV_NONE,                              /* tv_id */
1100   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1101   0,                                    /* properties_provided */
1102   0,                                    /* properties_destroyed */
1103   0,                                    /* todo_flags_start */
1104   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1105  }
1106 };