OSDN Git Service

* name-lookup.c (current_decl_namespace): Non-static.
[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   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 (USING_SJLJ_EXCEPTIONS && 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 = TREE_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, non_ass_var;
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   if (rhs_class != GIMPLE_BINARY_RHS)
284     return false;
285
286   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
287      We can only do that for floating-point types if we're assuming
288      that addition and multiplication are associative.  */
289   if (!flag_associative_math)
290     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
291       return false;
292
293   /* We only handle the code like
294
295      x = call ();
296      y = m * x;
297      z = y + a;
298      return z;
299
300      TODO -- Extend it for cases where the linear transformation of the output
301      is expressed in a more complicated way.  */
302
303   op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
304   op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
305
306   if (op0 == *ass_var
307       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
308     ;
309   else if (op1 == *ass_var
310            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
311     ;
312   else
313     return false;
314
315   switch (code)
316     {
317     case PLUS_EXPR:
318       *a = non_ass_var;
319       *ass_var = dest;
320       return true;
321
322     case MULT_EXPR:
323       *m = non_ass_var;
324       *ass_var = dest;
325       return true;
326
327       /* TODO -- Handle other codes (NEGATE_EXPR, MINUS_EXPR,
328          POINTER_PLUS_EXPR).  */
329
330     default:
331       return false;
332     }
333 }
334
335 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
336
337 static tree
338 propagate_through_phis (tree var, edge e)
339 {
340   basic_block dest = e->dest;
341   gimple_stmt_iterator gsi;
342
343   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
344     {
345       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
346       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
347         return PHI_RESULT (phi);
348     }
349   return var;
350 }
351
352 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
353    added to the start of RET.  */
354
355 static void
356 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
357 {
358   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
359   gimple stmt, call = NULL;
360   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
361   bool tail_recursion;
362   struct tailcall *nw;
363   edge e;
364   tree m, a;
365   basic_block abb;
366   size_t idx;
367   tree var;
368   referenced_var_iterator rvi;
369
370   if (!single_succ_p (bb))
371     return;
372
373   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
374     {
375       stmt = gsi_stmt (gsi);
376
377       /* Ignore labels.  */
378       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL || is_gimple_debug (stmt))
379         continue;
380
381       /* Check for a call.  */
382       if (is_gimple_call (stmt))
383         {
384           call = stmt;
385           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
386           break;
387         }
388
389       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
390       if (gimple_references_memory_p (stmt)
391           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
392         return;
393     }
394
395   if (gsi_end_p (gsi))
396     {
397       edge_iterator ei;
398       /* Recurse to the predecessors.  */
399       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
400         find_tail_calls (e->src, ret);
401
402       return;
403     }
404
405   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
406      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
407      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
408      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
409      effect anyway, so tailcall is impossible.
410
411      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
412      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
413      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
414      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
415      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
416   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
417     return;
418
419   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
420   tail_recursion = false;
421   func = gimple_call_fndecl (call);
422   if (func == current_function_decl)
423     {
424       tree arg;
425
426       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
427            param && idx < gimple_call_num_args (call);
428            param = TREE_CHAIN (param), idx ++)
429         {
430           arg = gimple_call_arg (call, idx);
431           if (param != arg)
432             {
433               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
434                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
435                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
436                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
437               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
438                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
439                                                  TREE_TYPE (arg)))
440                 break;
441
442               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
443                  created for it at the start of the function has the meaning
444                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
445                  from the previous condition, however this one could be
446                  relaxed by being more careful with copying the new value
447                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
448                  updating the virtual operands).  */
449               if (!is_gimple_reg (param))
450                 break;
451             }
452         }
453       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
454         tail_recursion = true;
455     }
456
457   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
458      to local variables.  */
459   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
460     {
461       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
462           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
463           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
464               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
465         return;
466     }
467
468   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
469      operands, so they may only depend on the call through its return
470      value.  The return value should also be dependent on each of them,
471      since we are running after dce.  */
472   m = NULL_TREE;
473   a = NULL_TREE;
474
475   abb = bb;
476   agsi = gsi;
477   while (1)
478     {
479       tree tmp_a = NULL_TREE;
480       tree tmp_m = NULL_TREE;
481       gsi_next (&agsi);
482
483       while (gsi_end_p (agsi))
484         {
485           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
486           abb = single_succ (abb);
487           agsi = gsi_start_bb (abb);
488         }
489
490       stmt = gsi_stmt (agsi);
491
492       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
493         continue;
494
495       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
496         break;
497
498       if (is_gimple_debug (stmt))
499         continue;
500
501       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
502         return;
503
504       /* This is a gimple assign. */
505       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
506         return;
507
508       if (tmp_a)
509         {
510           if (a)
511             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (tmp_a), a, tmp_a);
512           else
513             a = tmp_a;
514         }
515       if (tmp_m)
516         {
517           if (m)
518             m = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), m, tmp_m);
519           else
520             m = tmp_m;
521
522           if (a)
523             a = fold_build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (tmp_m), a, tmp_m);
524         }
525     }
526
527   /* See if this is a tail call we can handle.  */
528   ret_var = gimple_return_retval (stmt);
529
530   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
531      is identical to the call's return.  */
532   if (ret_var
533       && (ret_var != ass_var))
534     return;
535
536   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
537      multiplicands.  */
538   if (!tail_recursion && (m || a))
539     return;
540
541   nw = XNEW (struct tailcall);
542
543   nw->call_gsi = gsi;
544
545   nw->tail_recursion = tail_recursion;
546
547   nw->mult = m;
548   nw->add = a;
549
550   nw->next = *ret;
551   *ret = nw;
552 }
553
554 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
555
556 static void
557 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
558 {
559   gimple_stmt_iterator gsi;
560
561   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
562     if (PHI_RESULT (gsi_stmt (gsi)) == var)
563       break;
564
565   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
566   add_phi_arg (gsi_stmt (gsi), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
567 }
568
569 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
570    CODE, OP0 and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
571    statement in the position specified by GSI and UPDATE.  Returns the
572    tree node of the statement's result.  */
573
574 static tree
575 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
576                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
577 {
578
579   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
580   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
581   gimple stmt;
582   tree result;
583
584   add_referenced_var (tmp);
585
586   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
587     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, tmp, acc, op1);
588   else
589     {
590       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
591                                fold_build2 (code,
592                                             TREE_TYPE (op1),
593                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
594                                             op1));
595       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
596                                       false, NULL, true, GSI_CONTINUE_LINKING);
597       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
598     }
599
600   result = make_ssa_name (tmp, stmt);
601   gimple_assign_set_lhs (stmt, result);
602   update_stmt (stmt);
603   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
604   return result;
605 }
606
607 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
608    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
609    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
610    of updated accumulator.  */
611
612 static tree
613 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
614                              gimple_stmt_iterator gsi)
615 {
616   gimple stmt;
617   tree var;
618   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
619     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, SSA_NAME_VAR (acc), acc, op1);
620   else
621     {
622       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
623                                fold_build2 (code,
624                                             TREE_TYPE (op1),
625                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
626                                             op1));
627       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
628                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
629       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
630     }
631   var = make_ssa_name (SSA_NAME_VAR (acc), stmt);
632   gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
633   update_stmt (stmt);
634   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
635   return var;
636 }
637
638 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
639    the phi nodes on edge BACK.  */
640
641 static void
642 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
643 {
644   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
645
646   if (m)
647     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
648   if (a)
649     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
650
651   a_acc_arg = a_acc;
652   m_acc_arg = m_acc;
653   if (a)
654     {
655       if (m_acc)
656         {
657           if (integer_onep (a))
658             var = m_acc;
659           else
660             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
661                                                 a, gsi);
662         }
663       else
664         var = a;
665
666       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
667     }
668
669   if (m)
670     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
671
672   if (a_acc)
673     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
674
675   if (m_acc)
676     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
677 }
678
679 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
680    accumulators.  */
681
682 static void
683 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
684 {
685   tree retval;
686   gimple ret_stmt = gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb));
687   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
688
689   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
690
691   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
692   if (!retval || retval == error_mark_node)
693     return;
694
695   if (m)
696     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
697                                            gsi);
698   if (a)
699     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
700                                            gsi);
701   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
702   update_stmt (ret_stmt);
703 }
704
705 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
706    outgoing edge.  */
707 static void
708 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
709 {
710   edge e;
711   bb->count -= count;
712   if (bb->count < 0)
713     bb->count = 0;
714   bb->frequency -= frequency;
715   if (bb->frequency < 0)
716     bb->frequency = 0;
717   if (!single_succ_p (bb))
718     {
719       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
720       return;
721     }
722   e = single_succ_edge (bb);
723   e->count -= count;
724   if (e->count < 0)
725     e->count = 0;
726 }
727
728 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
729    when the call is eliminated.  */
730
731 static bool
732 arg_needs_copy_p (tree param)
733 {
734   tree def;
735
736   if (!is_gimple_reg (param) || !var_ann (param))
737     return false;
738
739   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
740   def = gimple_default_def (cfun, param);
741   if (!def)
742     return false;
743
744   return true;
745 }
746
747 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
748    temporary variables used to copy the function arguments.  */
749
750 static void
751 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
752 {
753   tree param, rslt;
754   gimple stmt, call;
755   tree arg;
756   size_t idx;
757   basic_block bb, first;
758   edge e;
759   gimple phi;
760   gimple_stmt_iterator gsi;
761   gimple orig_stmt;
762
763   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
764   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
765
766   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
767     {
768       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
769                bb->index);
770       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
771       fprintf (dump_file, "\n");
772     }
773
774   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
775
776   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
777
778   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
779      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
780      cfg cleanup.  */
781   gsi = t->call_gsi;
782   gsi_next (&gsi);
783   while (!gsi_end_p (gsi))
784     {
785       gimple t = gsi_stmt (gsi);
786       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
787          sees how the block ends.  */
788       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
789         break;
790
791       gsi_remove (&gsi, true);
792       release_defs (t);
793     }
794
795   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
796   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
797   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
798   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
799   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
800     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
801
802   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
803   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
804                                 first);
805   gcc_assert (e);
806   PENDING_STMT (e) = NULL;
807
808   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
809      be the same as the ordering of the arguments.  */
810   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
811          idx = 0, gsi = gsi_start_phis (first);
812        param;
813        param = TREE_CHAIN (param), idx++)
814     {
815       if (!arg_needs_copy_p (param))
816         continue;
817
818       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
819       phi = gsi_stmt (gsi);
820       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
821
822       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
823       gsi_next (&gsi);
824     }
825
826   /* Update the values of accumulators.  */
827   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
828
829   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
830   rslt = gimple_call_lhs (call);
831   if (rslt != NULL_TREE)
832     {
833       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
834          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
835       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
836     }
837
838   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
839   release_defs (call);
840 }
841
842 /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
843    header of the loop created by tail recursion elimination.
844
845    Originally, we used to add phi nodes only for call clobbered variables,
846    as the value of the non-call clobbered ones obviously cannot be used
847    or changed within the recursive call.  However, the local variables
848    from multiple calls now share the same location, so the virtual ssa form
849    requires us to say that the location dies on further iterations of the loop,
850    which requires adding phi nodes.
851 */
852 static void
853 add_virtual_phis (void)
854 {
855   referenced_var_iterator rvi;
856   tree var;
857
858   /* The problematic part is that there is no way how to know what
859      to put into phi nodes (there in fact does not have to be such
860      ssa name available).  A solution would be to have an artificial
861      use/kill for all virtual operands in EXIT node.  Unless we have
862      this, we cannot do much better than to rebuild the ssa form for
863      possibly affected virtual ssa names from scratch.  */
864
865   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
866     {
867       if (!is_gimple_reg (var) && gimple_default_def (cfun, var) != NULL_TREE)
868         mark_sym_for_renaming (var);
869     }
870 }
871
872 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
873    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
874
875 static bool
876 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
877 {
878   if (t->tail_recursion)
879     {
880       eliminate_tail_call (t);
881       return true;
882     }
883
884   if (opt_tailcalls)
885     {
886       gimple stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
887
888       gimple_call_set_tail (stmt, true);
889       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
890         {
891           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
892           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
893           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
894         }
895     }
896
897   return false;
898 }
899
900 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
901    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
902    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
903    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
904    INIT converted to the current function return type.  */
905
906 static tree
907 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
908 {
909   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
910   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
911   gimple phi;
912
913   add_referenced_var (tmp);
914   phi = create_phi_node (tmp, bb);
915   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
916   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
917                UNKNOWN_LOCATION);
918   return PHI_RESULT (phi);
919 }
920
921 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
922    into iteration.  */
923
924 static unsigned int
925 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
926 {
927   edge e;
928   bool phis_constructed = false;
929   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
930   bool changed = false;
931   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
932   tree param;
933   gimple stmt;
934   edge_iterator ei;
935
936   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
937     return 0;
938   if (opt_tailcalls)
939     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
940
941   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
942     {
943       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
944          statement.  */
945       stmt = last_stmt (e->src);
946
947       if (stmt
948           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
949         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
950     }
951
952   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
953   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
954   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
955     {
956       if (!act->tail_recursion)
957         continue;
958
959       if (!phis_constructed)
960         {
961           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
962              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
963           if (!single_pred_p (first)
964               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
965             first = split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR));
966
967           /* Copy the args if needed.  */
968           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
969                param;
970                param = TREE_CHAIN (param))
971             if (arg_needs_copy_p (param))
972               {
973                 tree name = gimple_default_def (cfun, param);
974                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
975                 gimple phi;
976
977                 set_default_def (param, new_name);
978                 phi = create_phi_node (name, first);
979                 SSA_NAME_DEF_STMT (name) = phi;
980                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
981                              EXPR_LOCATION (param));
982               }
983           phis_constructed = true;
984         }
985
986       if (act->add && !a_acc)
987         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
988                                              integer_zero_node);
989
990       if (act->mult && !m_acc)
991         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
992                                              integer_one_node);
993     }
994
995   for (; tailcalls; tailcalls = next)
996     {
997       next = tailcalls->next;
998       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
999       free (tailcalls);
1000     }
1001
1002   if (a_acc || m_acc)
1003     {
1004       /* Modify the remaining return statements.  */
1005       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1006         {
1007           stmt = last_stmt (e->src);
1008
1009           if (stmt
1010               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1011             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1012         }
1013     }
1014
1015   if (changed)
1016     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1017
1018   if (phis_constructed)
1019     add_virtual_phis ();
1020   if (changed)
1021     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1022   return 0;
1023 }
1024
1025 static unsigned int
1026 execute_tail_recursion (void)
1027 {
1028   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1029 }
1030
1031 static bool
1032 gate_tail_calls (void)
1033 {
1034   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1035 }
1036
1037 static unsigned int
1038 execute_tail_calls (void)
1039 {
1040   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1041 }
1042
1043 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1044 {
1045  {
1046   GIMPLE_PASS,
1047   "tailr",                              /* name */
1048   gate_tail_calls,                      /* gate */
1049   execute_tail_recursion,               /* execute */
1050   NULL,                                 /* sub */
1051   NULL,                                 /* next */
1052   0,                                    /* static_pass_number */
1053   TV_NONE,                              /* tv_id */
1054   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1055   0,                                    /* properties_provided */
1056   0,                                    /* properties_destroyed */
1057   0,                                    /* todo_flags_start */
1058   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1059  }
1060 };
1061
1062 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1063 {
1064  {
1065   GIMPLE_PASS,
1066   "tailc",                              /* name */
1067   gate_tail_calls,                      /* gate */
1068   execute_tail_calls,                   /* execute */
1069   NULL,                                 /* sub */
1070   NULL,                                 /* next */
1071   0,                                    /* static_pass_number */
1072   TV_NONE,                              /* tv_id */
1073   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1074   0,                                    /* properties_provided */
1075   0,                                    /* properties_destroyed */
1076   0,                                    /* todo_flags_start */
1077   TODO_dump_func | TODO_verify_ssa      /* todo_flags_finish */
1078  }
1079 };