OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-tailcall.c
1 /* Tail call optimization on trees.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "tm_p.h"
27 #include "basic-block.h"
28 #include "function.h"
29 #include "tree-flow.h"
30 #include "tree-dump.h"
31 #include "gimple-pretty-print.h"
32 #include "except.h"
33 #include "tree-pass.h"
34 #include "flags.h"
35 #include "langhooks.h"
36 #include "dbgcnt.h"
37 #include "target.h"
38 #include "common/common-target.h"
39
40 /* The file implements the tail recursion elimination.  It is also used to
41    analyze the tail calls in general, passing the results to the rtl level
42    where they are used for sibcall optimization.
43
44    In addition to the standard tail recursion elimination, we handle the most
45    trivial cases of making the call tail recursive by creating accumulators.
46    For example the following function
47
48    int sum (int n)
49    {
50      if (n > 0)
51        return n + sum (n - 1);
52      else
53        return 0;
54    }
55
56    is transformed into
57
58    int sum (int n)
59    {
60      int acc = 0;
61
62      while (n > 0)
63        acc += n--;
64
65      return acc;
66    }
67
68    To do this, we maintain two accumulators (a_acc and m_acc) that indicate
69    when we reach the return x statement, we should return a_acc + x * m_acc
70    instead.  They are initially initialized to 0 and 1, respectively,
71    so the semantics of the function is obviously preserved.  If we are
72    guaranteed that the value of the accumulator never change, we
73    omit the accumulator.
74
75    There are three cases how the function may exit.  The first one is
76    handled in adjust_return_value, the other two in adjust_accumulator_values
77    (the second case is actually a special case of the third one and we
78    present it separately just for clarity):
79
80    1) Just return x, where x is not in any of the remaining special shapes.
81       We rewrite this to a gimple equivalent of return m_acc * x + a_acc.
82
83    2) return f (...), where f is the current function, is rewritten in a
84       classical tail-recursion elimination way, into assignment of arguments
85       and jump to the start of the function.  Values of the accumulators
86       are unchanged.
87
88    3) return a + m * f(...), where a and m do not depend on call to f.
89       To preserve the semantics described before we want this to be rewritten
90       in such a way that we finally return
91
92       a_acc + (a + m * f(...)) * m_acc = (a_acc + a * m_acc) + (m * m_acc) * f(...).
93
94       I.e. we increase a_acc by a * m_acc, multiply m_acc by m and
95       eliminate the tail call to f.  Special cases when the value is just
96       added or just multiplied are obtained by setting a = 0 or m = 1.
97
98    TODO -- it is possible to do similar tricks for other operations.  */
99
100 /* A structure that describes the tailcall.  */
101
102 struct tailcall
103 {
104   /* The iterator pointing to the call statement.  */
105   gimple_stmt_iterator call_gsi;
106
107   /* True if it is a call to the current function.  */
108   bool tail_recursion;
109
110   /* The return value of the caller is mult * f + add, where f is the return
111      value of the call.  */
112   tree mult, add;
113
114   /* Next tailcall in the chain.  */
115   struct tailcall *next;
116 };
117
118 /* The variables holding the value of multiplicative and additive
119    accumulator.  */
120 static tree m_acc, a_acc;
121
122 static bool suitable_for_tail_opt_p (void);
123 static bool optimize_tail_call (struct tailcall *, bool);
124 static void eliminate_tail_call (struct tailcall *);
125 static void find_tail_calls (basic_block, struct tailcall **);
126
127 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
128    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).  */
129
130 static bool
131 suitable_for_tail_opt_p (void)
132 {
133   if (cfun->stdarg)
134     return false;
135
136   return true;
137 }
138 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
139    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
140    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
141    tail call discovery happen.  */
142
143 static bool
144 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
145 {
146   tree param;
147
148   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
149      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
150   if (cfun->calls_alloca)
151     return false;
152
153   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
154      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
155      that we cannot do any sibcall transformations.  */
156   if (targetm_common.except_unwind_info (&global_options) == UI_SJLJ
157       && current_function_has_exception_handlers ())
158     return false;
159
160   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
161      any called function.  ??? We really should represent this
162      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
163   if (cfun->calls_setjmp)
164     return false;
165
166   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
167      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
168   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
169        param;
170        param = DECL_CHAIN (param))
171     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
172       return false;
173
174   return true;
175 }
176
177 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
178    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
179    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
180    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
181    containing the value of EXPR at GSI.  */
182
183 static tree
184 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
185 {
186   basic_block bb, call_bb, at_bb;
187   edge e;
188   edge_iterator ei;
189
190   if (is_gimple_min_invariant (expr))
191     return expr;
192
193   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
194     return NULL_TREE;
195
196   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
197   at_bb = gimple_bb (at);
198   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
199   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
200     bb->aux = &bb->aux;
201   bb->aux = &bb->aux;
202
203   while (1)
204     {
205       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
206       bb = gimple_bb (at);
207
208       /* The default definition or defined before the chain.  */
209       if (!bb || !bb->aux)
210         break;
211
212       if (bb == call_bb)
213         {
214           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
215             if (gsi_stmt (gsi) == at)
216               break;
217
218           if (!gsi_end_p (gsi))
219             expr = NULL_TREE;
220           break;
221         }
222
223       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
224         {
225           expr = NULL_TREE;
226           break;
227         }
228
229       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
230         if (e->src->aux)
231           break;
232       gcc_assert (e);
233
234       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
235       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
236         {
237           /* The value is a constant.  */
238           break;
239         }
240     }
241
242   /* Unmark the blocks.  */
243   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
244     bb->aux = NULL;
245   bb->aux = NULL;
246
247   return expr;
248 }
249
250 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
251    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
252    additive factor for the real return value.  */
253
254 static bool
255 process_assignment (gimple stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
256                     tree *a, tree *ass_var)
257 {
258   tree op0, op1 = NULL_TREE, non_ass_var = NULL_TREE;
259   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
260   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
261   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
262   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
263
264   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
265      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
266      conversions that can never produce extra code between the function
267      call and the function return.  */
268   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
269       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
270     {
271       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
272          additional code.  */
273       if (gimple_assign_cast_p (stmt)
274           && TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
275         return false;
276
277       if (src_var != *ass_var)
278         return false;
279
280       *ass_var = dest;
281       return true;
282     }
283
284   switch (rhs_class)
285     {
286     case GIMPLE_BINARY_RHS:
287       op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
288
289       /* Fall through.  */
290
291     case GIMPLE_UNARY_RHS:
292       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
293       break;
294
295     default:
296       return false;
297     }
298
299   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
300      We can only do that for floating-point types if we're assuming
301      that addition and multiplication are associative.  */
302   if (!flag_associative_math)
303     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
304       return false;
305
306   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS)
307     ;
308   else if (op0 == *ass_var
309       && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
310     ;
311   else if (op1 == *ass_var
312            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
313     ;
314   else
315     return false;
316
317   switch (code)
318     {
319     case PLUS_EXPR:
320       *a = non_ass_var;
321       *ass_var = dest;
322       return true;
323
324     case MULT_EXPR:
325       *m = non_ass_var;
326       *ass_var = dest;
327       return true;
328
329     case NEGATE_EXPR:
330       if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
331         *m = build_real (TREE_TYPE (op0), dconstm1);
332       else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
333         *m = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), -1);
334       else
335         return false;
336
337       *ass_var = dest;
338       return true;
339
340     case MINUS_EXPR:
341       if (*ass_var == op0)
342         *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
343       else
344         {
345           if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (non_ass_var)))
346             *m = build_real (TREE_TYPE (non_ass_var), dconstm1);
347           else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (non_ass_var)))
348             *m = build_int_cst (TREE_TYPE (non_ass_var), -1);
349           else
350             return false;
351
352           *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
353         }
354
355       *ass_var = dest;
356       return true;
357
358       /* TODO -- Handle POINTER_PLUS_EXPR.  */
359
360     default:
361       return false;
362     }
363 }
364
365 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
366
367 static tree
368 propagate_through_phis (tree var, edge e)
369 {
370   basic_block dest = e->dest;
371   gimple_stmt_iterator gsi;
372
373   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
374     {
375       gimple phi = gsi_stmt (gsi);
376       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
377         return PHI_RESULT (phi);
378     }
379   return var;
380 }
381
382 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
383    added to the start of RET.  */
384
385 static void
386 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
387 {
388   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
389   gimple stmt, call = NULL;
390   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
391   bool tail_recursion;
392   struct tailcall *nw;
393   edge e;
394   tree m, a;
395   basic_block abb;
396   size_t idx;
397   tree var;
398   referenced_var_iterator rvi;
399
400   if (!single_succ_p (bb))
401     return;
402
403   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
404     {
405       stmt = gsi_stmt (gsi);
406
407       /* Ignore labels, returns, clobbers and debug stmts.  */
408       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL
409           || gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN
410           || gimple_clobber_p (stmt)
411           || is_gimple_debug (stmt))
412         continue;
413
414       /* Check for a call.  */
415       if (is_gimple_call (stmt))
416         {
417           call = stmt;
418           ass_var = gimple_call_lhs (stmt);
419           break;
420         }
421
422       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
423       if (gimple_references_memory_p (stmt)
424           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
425         return;
426     }
427
428   if (gsi_end_p (gsi))
429     {
430       edge_iterator ei;
431       /* Recurse to the predecessors.  */
432       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
433         find_tail_calls (e->src, ret);
434
435       return;
436     }
437
438   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
439      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
440      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
441      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
442      effect anyway, so tailcall is impossible.
443
444      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
445      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
446      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
447      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
448      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
449   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
450     return;
451
452   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
453   tail_recursion = false;
454   func = gimple_call_fndecl (call);
455   if (func == current_function_decl)
456     {
457       tree arg;
458
459       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
460            param && idx < gimple_call_num_args (call);
461            param = DECL_CHAIN (param), idx ++)
462         {
463           arg = gimple_call_arg (call, idx);
464           if (param != arg)
465             {
466               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
467                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
468                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
469                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
470               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
471                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
472                                                  TREE_TYPE (arg)))
473                 break;
474
475               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
476                  created for it at the start of the function has the meaning
477                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
478                  from the previous condition, however this one could be
479                  relaxed by being more careful with copying the new value
480                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
481                  updating the virtual operands).  */
482               if (!is_gimple_reg (param))
483                 break;
484             }
485         }
486       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
487         tail_recursion = true;
488     }
489
490   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
491      to local variables.  */
492   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (cfun, var, rvi)
493     {
494       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
495           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
496           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
497               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
498         return;
499     }
500
501   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
502      operands, so they may only depend on the call through its return
503      value.  The return value should also be dependent on each of them,
504      since we are running after dce.  */
505   m = NULL_TREE;
506   a = NULL_TREE;
507
508   abb = bb;
509   agsi = gsi;
510   while (1)
511     {
512       tree tmp_a = NULL_TREE;
513       tree tmp_m = NULL_TREE;
514       gsi_next (&agsi);
515
516       while (gsi_end_p (agsi))
517         {
518           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
519           abb = single_succ (abb);
520           agsi = gsi_start_bb (abb);
521         }
522
523       stmt = gsi_stmt (agsi);
524
525       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
526         continue;
527
528       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
529         break;
530
531       if (gimple_clobber_p (stmt))
532         continue;
533
534       if (is_gimple_debug (stmt))
535         continue;
536
537       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
538         return;
539
540       /* This is a gimple assign. */
541       if (! process_assignment (stmt, gsi, &tmp_m, &tmp_a, &ass_var))
542         return;
543
544       if (tmp_a)
545         {
546           tree type = TREE_TYPE (tmp_a);
547           if (a)
548             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_a);
549           else
550             a = tmp_a;
551         }
552       if (tmp_m)
553         {
554           tree type = TREE_TYPE (tmp_m);
555           if (m)
556             m = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, m), tmp_m);
557           else
558             m = tmp_m;
559
560           if (a)
561             a = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_m);
562         }
563     }
564
565   /* See if this is a tail call we can handle.  */
566   ret_var = gimple_return_retval (stmt);
567
568   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
569      is identical to the call's return.  */
570   if (ret_var
571       && (ret_var != ass_var))
572     return;
573
574   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
575      multiplicands.  */
576   if (!tail_recursion && (m || a))
577     return;
578
579   nw = XNEW (struct tailcall);
580
581   nw->call_gsi = gsi;
582
583   nw->tail_recursion = tail_recursion;
584
585   nw->mult = m;
586   nw->add = a;
587
588   nw->next = *ret;
589   *ret = nw;
590 }
591
592 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
593
594 static void
595 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
596 {
597   gimple_stmt_iterator gsi;
598
599   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
600     if (PHI_RESULT (gsi_stmt (gsi)) == var)
601       break;
602
603   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
604   add_phi_arg (gsi_stmt (gsi), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
605 }
606
607 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
608    CODE, ACC and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
609    statement in the position specified by GSI.  Returns the
610    tree node of the statement's result.  */
611
612 static tree
613 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
614                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
615 {
616
617   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
618   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
619   gimple stmt;
620   tree result;
621
622   add_referenced_var (tmp);
623
624   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
625     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, tmp, acc, op1);
626   else
627     {
628       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
629                                fold_build2 (code,
630                                             TREE_TYPE (op1),
631                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
632                                             op1));
633       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
634                                       false, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
635       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
636     }
637
638   result = make_ssa_name (tmp, stmt);
639   gimple_assign_set_lhs (stmt, result);
640   update_stmt (stmt);
641   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
642   return result;
643 }
644
645 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
646    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
647    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
648    of updated accumulator.  */
649
650 static tree
651 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
652                              gimple_stmt_iterator gsi)
653 {
654   gimple stmt;
655   tree var;
656   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
657     stmt = gimple_build_assign_with_ops (code, SSA_NAME_VAR (acc), acc, op1);
658   else
659     {
660       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
661                                fold_build2 (code,
662                                             TREE_TYPE (op1),
663                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
664                                             op1));
665       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
666                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
667       stmt = gimple_build_assign (NULL_TREE, rhs);
668     }
669   var = make_ssa_name (SSA_NAME_VAR (acc), stmt);
670   gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
671   update_stmt (stmt);
672   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
673   return var;
674 }
675
676 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
677    the phi nodes on edge BACK.  */
678
679 static void
680 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
681 {
682   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
683
684   if (m)
685     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
686   if (a)
687     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
688
689   a_acc_arg = a_acc;
690   m_acc_arg = m_acc;
691   if (a)
692     {
693       if (m_acc)
694         {
695           if (integer_onep (a))
696             var = m_acc;
697           else
698             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
699                                                 a, gsi);
700         }
701       else
702         var = a;
703
704       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
705     }
706
707   if (m)
708     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
709
710   if (a_acc)
711     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
712
713   if (m_acc)
714     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
715 }
716
717 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
718    accumulators.  */
719
720 static void
721 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
722 {
723   tree retval;
724   gimple ret_stmt = gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb));
725   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
726
727   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
728
729   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
730   if (!retval || retval == error_mark_node)
731     return;
732
733   if (m)
734     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
735                                            gsi);
736   if (a)
737     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
738                                            gsi);
739   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
740   update_stmt (ret_stmt);
741 }
742
743 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
744    outgoing edge.  */
745 static void
746 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
747 {
748   edge e;
749   bb->count -= count;
750   if (bb->count < 0)
751     bb->count = 0;
752   bb->frequency -= frequency;
753   if (bb->frequency < 0)
754     bb->frequency = 0;
755   if (!single_succ_p (bb))
756     {
757       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
758       return;
759     }
760   e = single_succ_edge (bb);
761   e->count -= count;
762   if (e->count < 0)
763     e->count = 0;
764 }
765
766 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
767    when the call is eliminated.  */
768
769 static bool
770 arg_needs_copy_p (tree param)
771 {
772   tree def;
773
774   if (!is_gimple_reg (param) || !var_ann (param))
775     return false;
776
777   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
778   def = gimple_default_def (cfun, param);
779   if (!def)
780     return false;
781
782   return true;
783 }
784
785 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
786    temporary variables used to copy the function arguments.  */
787
788 static void
789 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
790 {
791   tree param, rslt;
792   gimple stmt, call;
793   tree arg;
794   size_t idx;
795   basic_block bb, first;
796   edge e;
797   gimple phi;
798   gimple_stmt_iterator gsi;
799   gimple orig_stmt;
800
801   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
802   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
803
804   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
805     {
806       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
807                bb->index);
808       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
809       fprintf (dump_file, "\n");
810     }
811
812   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
813
814   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
815
816   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
817      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
818      cfg cleanup.  */
819   gsi = t->call_gsi;
820   gsi_next (&gsi);
821   while (!gsi_end_p (gsi))
822     {
823       gimple t = gsi_stmt (gsi);
824       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
825          sees how the block ends.  */
826       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
827         break;
828
829       gsi_remove (&gsi, true);
830       release_defs (t);
831     }
832
833   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
834   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
835   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
836   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
837   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR)
838     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
839
840   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
841   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
842                                 first);
843   gcc_assert (e);
844   PENDING_STMT (e) = NULL;
845
846   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
847      be the same as the ordering of the arguments.  */
848   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
849          idx = 0, gsi = gsi_start_phis (first);
850        param;
851        param = DECL_CHAIN (param), idx++)
852     {
853       if (!arg_needs_copy_p (param))
854         continue;
855
856       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
857       phi = gsi_stmt (gsi);
858       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
859
860       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
861       gsi_next (&gsi);
862     }
863
864   /* Update the values of accumulators.  */
865   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
866
867   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
868   rslt = gimple_call_lhs (call);
869   if (rslt != NULL_TREE)
870     {
871       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
872          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
873       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
874     }
875
876   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
877   release_defs (call);
878 }
879
880 /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
881    header of the loop created by tail recursion elimination.
882
883    Originally, we used to add phi nodes only for call clobbered variables,
884    as the value of the non-call clobbered ones obviously cannot be used
885    or changed within the recursive call.  However, the local variables
886    from multiple calls now share the same location, so the virtual ssa form
887    requires us to say that the location dies on further iterations of the loop,
888    which requires adding phi nodes.
889 */
890 static void
891 add_virtual_phis (void)
892 {
893   referenced_var_iterator rvi;
894   tree var;
895
896   /* The problematic part is that there is no way how to know what
897      to put into phi nodes (there in fact does not have to be such
898      ssa name available).  A solution would be to have an artificial
899      use/kill for all virtual operands in EXIT node.  Unless we have
900      this, we cannot do much better than to rebuild the ssa form for
901      possibly affected virtual ssa names from scratch.  */
902
903   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (cfun, var, rvi)
904     {
905       if (!is_gimple_reg (var) && gimple_default_def (cfun, var) != NULL_TREE)
906         mark_sym_for_renaming (var);
907     }
908 }
909
910 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
911    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
912
913 static bool
914 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
915 {
916   if (t->tail_recursion)
917     {
918       eliminate_tail_call (t);
919       return true;
920     }
921
922   if (opt_tailcalls)
923     {
924       gimple stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
925
926       gimple_call_set_tail (stmt, true);
927       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
928         {
929           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
930           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
931           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
932         }
933     }
934
935   return false;
936 }
937
938 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
939    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
940    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
941    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
942    INIT converted to the current function return type.  */
943
944 static tree
945 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
946 {
947   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
948   tree tmp = create_tmp_reg (ret_type, label);
949   gimple phi;
950
951   add_referenced_var (tmp);
952   phi = create_phi_node (tmp, bb);
953   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
954   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
955                UNKNOWN_LOCATION);
956   return PHI_RESULT (phi);
957 }
958
959 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
960    into iteration.  */
961
962 static unsigned int
963 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
964 {
965   edge e;
966   bool phis_constructed = false;
967   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
968   bool changed = false;
969   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR);
970   tree param;
971   gimple stmt;
972   edge_iterator ei;
973
974   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
975     return 0;
976   if (opt_tailcalls)
977     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
978
979   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
980     {
981       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
982          statement.  */
983       stmt = last_stmt (e->src);
984
985       if (stmt
986           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
987         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
988     }
989
990   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
991   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
992   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
993     {
994       if (!act->tail_recursion)
995         continue;
996
997       if (!phis_constructed)
998         {
999           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
1000              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
1001           if (!single_pred_p (first)
1002               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
1003             first = split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR));
1004
1005           /* Copy the args if needed.  */
1006           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
1007                param;
1008                param = DECL_CHAIN (param))
1009             if (arg_needs_copy_p (param))
1010               {
1011                 tree name = gimple_default_def (cfun, param);
1012                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
1013                 gimple phi;
1014
1015                 set_default_def (param, new_name);
1016                 phi = create_phi_node (name, first);
1017                 SSA_NAME_DEF_STMT (name) = phi;
1018                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
1019                              EXPR_LOCATION (param));
1020               }
1021           phis_constructed = true;
1022         }
1023
1024       if (act->add && !a_acc)
1025         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
1026                                              integer_zero_node);
1027
1028       if (act->mult && !m_acc)
1029         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
1030                                              integer_one_node);
1031     }
1032
1033   if (a_acc || m_acc)
1034     {
1035       /* When the tail call elimination using accumulators is performed,
1036          statements adding the accumulated value are inserted at all exits.
1037          This turns all other tail calls to non-tail ones.  */
1038       opt_tailcalls = false;
1039     }
1040
1041   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1042     {
1043       next = tailcalls->next;
1044       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1045       free (tailcalls);
1046     }
1047
1048   if (a_acc || m_acc)
1049     {
1050       /* Modify the remaining return statements.  */
1051       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR->preds)
1052         {
1053           stmt = last_stmt (e->src);
1054
1055           if (stmt
1056               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1057             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1058         }
1059     }
1060
1061   if (changed)
1062     free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1063
1064   if (phis_constructed)
1065     add_virtual_phis ();
1066   if (changed)
1067     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1068   return 0;
1069 }
1070
1071 static unsigned int
1072 execute_tail_recursion (void)
1073 {
1074   return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1075 }
1076
1077 static bool
1078 gate_tail_calls (void)
1079 {
1080   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1081 }
1082
1083 static unsigned int
1084 execute_tail_calls (void)
1085 {
1086   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1087 }
1088
1089 struct gimple_opt_pass pass_tail_recursion =
1090 {
1091  {
1092   GIMPLE_PASS,
1093   "tailr",                              /* name */
1094   gate_tail_calls,                      /* gate */
1095   execute_tail_recursion,               /* 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_verify_ssa                       /* todo_flags_finish */
1105  }
1106 };
1107
1108 struct gimple_opt_pass pass_tail_calls =
1109 {
1110  {
1111   GIMPLE_PASS,
1112   "tailc",                              /* name */
1113   gate_tail_calls,                      /* gate */
1114   execute_tail_calls,                   /* execute */
1115   NULL,                                 /* sub */
1116   NULL,                                 /* next */
1117   0,                                    /* static_pass_number */
1118   TV_NONE,                              /* tv_id */
1119   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
1120   0,                                    /* properties_provided */
1121   0,                                    /* properties_destroyed */
1122   0,                                    /* todo_flags_start */
1123   TODO_verify_ssa                       /* todo_flags_finish */
1124  }
1125 };