gcc/tree-vrp.c

   1 /* Support routines for Value Range Propagation (VRP).
   2    Copyright (C) 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
   3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>.
   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 2, 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 COPYING.  If not, write to
  19 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  20 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
  21
  22 #include "config.h"
  23 #include "system.h"
  24 #include "coretypes.h"
  25 #include "tm.h"
  26 #include "ggc.h"
  27 #include "flags.h"
  28 #include "tree.h"
  29 #include "basic-block.h"
  30 #include "tree-flow.h"
  31 #include "tree-pass.h"
  32 #include "tree-dump.h"
  33 #include "timevar.h"
  34 #include "diagnostic.h"
  35 #include "cfgloop.h"
  36 #include "tree-scalar-evolution.h"
  37 #include "tree-ssa-propagate.h"
  38 #include "tree-chrec.h"
  39
  40 /* Set of SSA names found during the dominator traversal of a
  41    sub-graph in find_assert_locations.  */
  42 static sbitmap found_in_subgraph;
  43
  44 /* Local functions.  */
  45 static int compare_values (tree val1, tree val2);
  46 static void vrp_meet (value_range_t *, value_range_t *);
  47
  48 /* Location information for ASSERT_EXPRs.  Each instance of this
  49    structure describes an ASSERT_EXPR for an SSA name.  Since a single
  50    SSA name may have more than one assertion associated with it, these
  51    locations are kept in a linked list attached to the corresponding
  52    SSA name.  */
  53 struct assert_locus_d
  54 {
  55   /* Basic block where the assertion would be inserted.  */
  56   basic_block bb;
  57
  58   /* Some assertions need to be inserted on an edge (e.g., assertions
  59      generated by COND_EXPRs).  In those cases, BB will be NULL.  */
  60   edge e;
  61
  62   /* Pointer to the statement that generated this assertion.  */
  63   block_stmt_iterator si;
  64
  65   /* Predicate code for the ASSERT_EXPR.  Must be COMPARISON_CLASS_P.  */
  66   enum tree_code comp_code;
  67
  68   /* Value being compared against.  */
  69   tree val;
  70
  71   /* Next node in the linked list.  */
  72   struct assert_locus_d *next;
  73 };
  74
  75 typedef struct assert_locus_d *assert_locus_t;
  76
  77 /* If bit I is present, it means that SSA name N_i has a list of
  78    assertions that should be inserted in the IL.  */
  79 static bitmap need_assert_for;
  80
  81 /* Array of locations lists where to insert assertions.  ASSERTS_FOR[I]
  82    holds a list of ASSERT_LOCUS_T nodes that describe where
  83    ASSERT_EXPRs for SSA name N_I should be inserted.  */
  84 static assert_locus_t *asserts_for;
  85
  86 /* Set of blocks visited in find_assert_locations.  Used to avoid
  87    visiting the same block more than once.  */
  88 static sbitmap blocks_visited;
  89
  90 /* Value range array.  After propagation, VR_VALUE[I] holds the range
  91    of values that SSA name N_I may take.  */
  92 static value_range_t **vr_value;
  93
  94
  95 /* Return true if ARG is marked with the nonnull attribute in the
  96    current function signature.  */
  97
  98 static bool
  99 nonnull_arg_p (tree arg)
 100 {
 101   tree t, attrs, fntype;
 102   unsigned HOST_WIDE_INT arg_num;
 103
 104   gcc_assert (TREE_CODE (arg) == PARM_DECL && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (arg)));
 105
 106   /* The static chain decl is always non null.  */
 107   if (arg == cfun->static_chain_decl)
 108     return true;
 109
 110   fntype = TREE_TYPE (current_function_decl);
 111   attrs = lookup_attribute ("nonnull", TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
 112
 113   /* If "nonnull" wasn't specified, we know nothing about the argument.  */
 114   if (attrs == NULL_TREE)
 115     return false;
 116
 117   /* If "nonnull" applies to all the arguments, then ARG is non-null.  */
 118   if (TREE_VALUE (attrs) == NULL_TREE)
 119     return true;
 120
 121   /* Get the position number for ARG in the function signature.  */
 122   for (arg_num = 1, t = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
 123        t;
 124        t = TREE_CHAIN (t), arg_num++)
 125     {
 126       if (t == arg)
 127         break;
 128     }
 129
 130   gcc_assert (t == arg);
 131
 132   /* Now see if ARG_NUM is mentioned in the nonnull list.  */
 133   for (t = TREE_VALUE (attrs); t; t = TREE_CHAIN (t))
 134     {
 135       if (compare_tree_int (TREE_VALUE (t), arg_num) == 0)
 136         return true;
 137     }
 138
 139   return false;
 140 }
 141
 142
 143 /* Set value range VR to {T, MIN, MAX, EQUIV}.  */
 144
 145 static void
 146 set_value_range (value_range_t *vr, enum value_range_type t, tree min,
 147                  tree max, bitmap equiv)
 148 {
 149 #if defined ENABLE_CHECKING
 150   /* Check the validity of the range.  */
 151   if (t == VR_RANGE || t == VR_ANTI_RANGE)
 152     {
 153       int cmp;
 154
 155       gcc_assert (min && max);
 156
 157       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (min)) && t == VR_ANTI_RANGE)
 158         gcc_assert (min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (min))
 159                     || max != TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (max)));
 160
 161       cmp = compare_values (min, max);
 162       gcc_assert (cmp == 0 || cmp == -1 || cmp == -2);
 163     }
 164
 165   if (t == VR_UNDEFINED || t == VR_VARYING)
 166     gcc_assert (min == NULL_TREE && max == NULL_TREE);
 167
 168   if (t == VR_UNDEFINED || t == VR_VARYING)
 169     gcc_assert (equiv == NULL || bitmap_empty_p (equiv));
 170 #endif
 171
 172   vr->type = t;
 173   vr->min = min;
 174   vr->max = max;
 175
 176   /* Since updating the equivalence set involves deep copying the
 177      bitmaps, only do it if absolutely necessary.  */
 178   if (vr->equiv == NULL)
 179     vr->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
 180
 181   if (equiv != vr->equiv)
 182     {
 183       if (equiv && !bitmap_empty_p (equiv))
 184         bitmap_copy (vr->equiv, equiv);
 185       else
 186         bitmap_clear (vr->equiv);
 187     }
 188 }
 189
 190
 191 /* Copy value range FROM into value range TO.  */
 192
 193 static inline void
 194 copy_value_range (value_range_t *to, value_range_t *from)
 195 {
 196   set_value_range (to, from->type, from->min, from->max, from->equiv);
 197 }
 198
 199 /* Set value range VR to a non-negative range of type TYPE.  */
 200
 201 static inline void
 202 set_value_range_to_nonnegative (value_range_t *vr, tree type)
 203 {
 204   tree zero = build_int_cst (type, 0);
 205   set_value_range (vr, VR_RANGE, zero, TYPE_MAX_VALUE (type), vr->equiv);
 206 }
 207
 208 /* Set value range VR to a non-NULL range of type TYPE.  */
 209
 210 static inline void
 211 set_value_range_to_nonnull (value_range_t *vr, tree type)
 212 {
 213   tree zero = build_int_cst (type, 0);
 214   set_value_range (vr, VR_ANTI_RANGE, zero, zero, vr->equiv);
 215 }
 216
 217
 218 /* Set value range VR to a NULL range of type TYPE.  */
 219
 220 static inline void
 221 set_value_range_to_null (value_range_t *vr, tree type)
 222 {
 223   tree zero = build_int_cst (type, 0);
 224   set_value_range (vr, VR_RANGE, zero, zero, vr->equiv);
 225 }
 226
 227
 228 /* Set value range VR to VR_VARYING.  */
 229
 230 static inline void
 231 set_value_range_to_varying (value_range_t *vr)
 232 {
 233   vr->type = VR_VARYING;
 234   vr->min = vr->max = NULL_TREE;
 235   if (vr->equiv)
 236     bitmap_clear (vr->equiv);
 237 }
 238
 239
 240 /* Set value range VR to a range of a truthvalue of type TYPE.  */
 241
 242 static inline void
 243 set_value_range_to_truthvalue (value_range_t *vr, tree type)
 244 {
 245   if (TYPE_PRECISION (type) == 1)
 246     set_value_range_to_varying (vr);
 247   else
 248     set_value_range (vr, VR_RANGE,
 249                      build_int_cst (type, 0), build_int_cst (type, 1),
 250                      vr->equiv);
 251 }
 252
 253
 254 /* Set value range VR to VR_UNDEFINED.  */
 255
 256 static inline void
 257 set_value_range_to_undefined (value_range_t *vr)
 258 {
 259   vr->type = VR_UNDEFINED;
 260   vr->min = vr->max = NULL_TREE;
 261   if (vr->equiv)
 262     bitmap_clear (vr->equiv);
 263 }
 264
 265
 266 /* Return value range information for VAR.
 267
 268    If we have no values ranges recorded (ie, VRP is not running), then
 269    return NULL.  Otherwise create an empty range if none existed for VAR.  */
 270
 271 static value_range_t *
 272 get_value_range (tree var)
 273 {
 274   value_range_t *vr;
 275   tree sym;
 276   unsigned ver = SSA_NAME_VERSION (var);
 277
 278   /* If we have no recorded ranges, then return NULL.  */
 279   if (! vr_value)
 280     return NULL;
 281
 282   vr = vr_value[ver];
 283   if (vr)
 284     return vr;
 285
 286   /* Create a default value range.  */
 287   vr_value[ver] = vr = XCNEW (value_range_t);
 288
 289   /* Allocate an equivalence set.  */
 290   vr->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
 291
 292   /* If VAR is a default definition, the variable can take any value
 293      in VAR's type.  */
 294   sym = SSA_NAME_VAR (var);
 295   if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (var))
 296     {
 297       /* Try to use the "nonnull" attribute to create ~[0, 0]
 298          anti-ranges for pointers.  Note that this is only valid with
 299          default definitions of PARM_DECLs.  */
 300       if (TREE_CODE (sym) == PARM_DECL
 301           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (sym))
 302           && nonnull_arg_p (sym))
 303         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (sym));
 304       else
 305         set_value_range_to_varying (vr);
 306     }
 307
 308   return vr;
 309 }
 310
 311 /* Return true, if VAL1 and VAL2 are equal values for VRP purposes.  */
 312
 313 static inline bool
 314 vrp_operand_equal_p (tree val1, tree val2)
 315 {
 316   return (val1 == val2
 317           || (val1 && val2
 318               && operand_equal_p (val1, val2, 0)));
 319 }
 320
 321 /* Return true, if the bitmaps B1 and B2 are equal.  */
 322
 323 static inline bool
 324 vrp_bitmap_equal_p (bitmap b1, bitmap b2)
 325 {
 326   return (b1 == b2
 327           || (b1 && b2
 328               && bitmap_equal_p (b1, b2)));
 329 }
 330
 331 /* Update the value range and equivalence set for variable VAR to
 332    NEW_VR.  Return true if NEW_VR is different from VAR's previous
 333    value.
 334
 335    NOTE: This function assumes that NEW_VR is a temporary value range
 336    object created for the sole purpose of updating VAR's range.  The
 337    storage used by the equivalence set from NEW_VR will be freed by
 338    this function.  Do not call update_value_range when NEW_VR
 339    is the range object associated with another SSA name.  */
 340
 341 static inline bool
 342 update_value_range (tree var, value_range_t *new_vr)
 343 {
 344   value_range_t *old_vr;
 345   bool is_new;
 346
 347   /* Update the value range, if necessary.  */
 348   old_vr = get_value_range (var);
 349   is_new = old_vr->type != new_vr->type
 350            || !vrp_operand_equal_p (old_vr->min, new_vr->min)
 351            || !vrp_operand_equal_p (old_vr->max, new_vr->max)
 352            || !vrp_bitmap_equal_p (old_vr->equiv, new_vr->equiv);
 353
 354   if (is_new)
 355     set_value_range (old_vr, new_vr->type, new_vr->min, new_vr->max,
 356                      new_vr->equiv);
 357
 358   BITMAP_FREE (new_vr->equiv);
 359   new_vr->equiv = NULL;
 360
 361   return is_new;
 362 }
 363
 364
 365 /* Add VAR and VAR's equivalence set to EQUIV.  */
 366
 367 static void
 368 add_equivalence (bitmap equiv, tree var)
 369 {
 370   unsigned ver = SSA_NAME_VERSION (var);
 371   value_range_t *vr = vr_value[ver];
 372
 373   bitmap_set_bit (equiv, ver);
 374   if (vr && vr->equiv)
 375     bitmap_ior_into (equiv, vr->equiv);
 376 }
 377
 378
 379 /* Return true if VR is ~[0, 0].  */
 380
 381 static inline bool
 382 range_is_nonnull (value_range_t *vr)
 383 {
 384   return vr->type == VR_ANTI_RANGE
 385          && integer_zerop (vr->min)
 386          && integer_zerop (vr->max);
 387 }
 388
 389
 390 /* Return true if VR is [0, 0].  */
 391
 392 static inline bool
 393 range_is_null (value_range_t *vr)
 394 {
 395   return vr->type == VR_RANGE
 396          && integer_zerop (vr->min)
 397          && integer_zerop (vr->max);
 398 }
 399
 400
 401 /* Return true if value range VR involves at least one symbol.  */
 402
 403 static inline bool
 404 symbolic_range_p (value_range_t *vr)
 405 {
 406   return (!is_gimple_min_invariant (vr->min)
 407           || !is_gimple_min_invariant (vr->max));
 408 }
 409
 410 /* Like tree_expr_nonnegative_p, but this function uses value ranges
 411    obtained so far.  */
 412
 413 static bool
 414 vrp_expr_computes_nonnegative (tree expr)
 415 {
 416   return tree_expr_nonnegative_p (expr);
 417 }
 418
 419 /* Like tree_expr_nonzero_p, but this function uses value ranges
 420    obtained so far.  */
 421
 422 static bool
 423 vrp_expr_computes_nonzero (tree expr)
 424 {
 425   if (tree_expr_nonzero_p (expr))
 426     return true;
 427
 428   /* If we have an expression of the form &X->a, then the expression
 429      is nonnull if X is nonnull.  */
 430   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
 431     {
 432       tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (expr, 0));
 433
 434       if (base != NULL_TREE
 435           && TREE_CODE (base) == INDIRECT_REF
 436           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (base, 0)) == SSA_NAME)
 437         {
 438           value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (base, 0));
 439           if (range_is_nonnull (vr))
 440             return true;
 441         }
 442     }
 443
 444   return false;
 445 }
 446
 447 /* Returns true if EXPR is a valid value (as expected by compare_values) --
 448    a gimple invariant, or SSA_NAME +- CST.  */
 449
 450 static bool
 451 valid_value_p (tree expr)
 452 {
 453   if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME)
 454     return true;
 455
 456   if (TREE_CODE (expr) == PLUS_EXPR
 457       || TREE_CODE (expr) == MINUS_EXPR)
 458     return (TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 0)) == SSA_NAME
 459             && TREE_CODE (TREE_OPERAND (expr, 1)) == INTEGER_CST);
 460
 461   return is_gimple_min_invariant (expr);
 462 }
 463
 464 /* Return
 465    1 if VAL < VAL2
 466    0 if !(VAL < VAL2)
 467    -2 if those are incomparable.  */
 468 static inline int
 469 operand_less_p (tree val, tree val2)
 470 {
 471   tree tcmp;
 472   /* LT is folded faster than GE and others.  Inline the common case.  */
 473   if (TREE_CODE (val) == INTEGER_CST && TREE_CODE (val2) == INTEGER_CST)
 474     {
 475       if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (val)))
 476         return INT_CST_LT_UNSIGNED (val, val2);
 477       else
 478         return INT_CST_LT (val, val2);
 479     }
 480   else
 481     tcmp = fold_binary_to_constant (LT_EXPR, boolean_type_node, val, val2);
 482   if (!tcmp)
 483     return -2;
 484   return !integer_zerop (tcmp);
 485 }
 486
 487 /* Compare two values VAL1 and VAL2.  Return
 488
 489         -2 if VAL1 and VAL2 cannot be compared at compile-time,
 490         -1 if VAL1 < VAL2,
 491          0 if VAL1 == VAL2,
 492         +1 if VAL1 > VAL2, and
 493         +2 if VAL1 != VAL2
 494
 495    This is similar to tree_int_cst_compare but supports pointer values
 496    and values that cannot be compared at compile time.  */
 497
 498 static int
 499 compare_values (tree val1, tree val2)
 500 {
 501   if (val1 == val2)
 502     return 0;
 503
 504   /* Below we rely on the fact that VAL1 and VAL2 are both pointers or
 505      both integers.  */
 506   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1))
 507               == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val2)));
 508
 509   if ((TREE_CODE (val1) == SSA_NAME
 510        || TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR
 511        || TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR)
 512       && (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME
 513           || TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR
 514           || TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR))
 515     {
 516       tree n1, c1, n2, c2;
 517       enum tree_code code1, code2;
 518
 519       /* If VAL1 and VAL2 are of the form 'NAME [+-] CST' or 'NAME',
 520          return -1 or +1 accordingly.  If VAL1 and VAL2 don't use the
 521          same name, return -2.  */
 522       if (TREE_CODE (val1) == SSA_NAME)
 523         {
 524           code1 = SSA_NAME;
 525           n1 = val1;
 526           c1 = NULL_TREE;
 527         }
 528       else
 529         {
 530           code1 = TREE_CODE (val1);
 531           n1 = TREE_OPERAND (val1, 0);
 532           c1 = TREE_OPERAND (val1, 1);
 533           if (tree_int_cst_sgn (c1) == -1)
 534             {
 535               c1 = fold_unary_to_constant (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (c1), c1);
 536               if (!c1)
 537                 return -2;
 538               code1 = code1 == MINUS_EXPR ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR;
 539             }
 540         }
 541
 542       if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
 543         {
 544           code2 = SSA_NAME;
 545           n2 = val2;
 546           c2 = NULL_TREE;
 547         }
 548       else
 549         {
 550           code2 = TREE_CODE (val2);
 551           n2 = TREE_OPERAND (val2, 0);
 552           c2 = TREE_OPERAND (val2, 1);
 553           if (tree_int_cst_sgn (c2) == -1)
 554             {
 555               c2 = fold_unary_to_constant (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (c2), c2);
 556               if (!c2)
 557                 return -2;
 558               code2 = code2 == MINUS_EXPR ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR;
 559             }
 560         }
 561
 562       /* Both values must use the same name.  */
 563       if (n1 != n2)
 564         return -2;
 565
 566       if (code1 == SSA_NAME
 567           && code2 == SSA_NAME)
 568         /* NAME == NAME  */
 569         return 0;
 570
 571       /* If overflow is defined we cannot simplify more.  */
 572       if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (val1))
 573           || flag_wrapv)
 574         return -2;
 575
 576       if (code1 == SSA_NAME)
 577         {
 578           if (code2 == PLUS_EXPR)
 579             /* NAME < NAME + CST  */
 580             return -1;
 581           else if (code2 == MINUS_EXPR)
 582             /* NAME > NAME - CST  */
 583             return 1;
 584         }
 585       else if (code1 == PLUS_EXPR)
 586         {
 587           if (code2 == SSA_NAME)
 588             /* NAME + CST > NAME  */
 589             return 1;
 590           else if (code2 == PLUS_EXPR)
 591             /* NAME + CST1 > NAME + CST2, if CST1 > CST2  */
 592             return compare_values (c1, c2);
 593           else if (code2 == MINUS_EXPR)
 594             /* NAME + CST1 > NAME - CST2  */
 595             return 1;
 596         }
 597       else if (code1 == MINUS_EXPR)
 598         {
 599           if (code2 == SSA_NAME)
 600             /* NAME - CST < NAME  */
 601             return -1;
 602           else if (code2 == PLUS_EXPR)
 603             /* NAME - CST1 < NAME + CST2  */
 604             return -1;
 605           else if (code2 == MINUS_EXPR)
 606             /* NAME - CST1 > NAME - CST2, if CST1 < CST2.  Notice that
 607                C1 and C2 are swapped in the call to compare_values.  */
 608             return compare_values (c2, c1);
 609         }
 610
 611       gcc_unreachable ();
 612     }
 613
 614   /* We cannot compare non-constants.  */
 615   if (!is_gimple_min_invariant (val1) || !is_gimple_min_invariant (val2))
 616     return -2;
 617
 618   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1)))
 619     {
 620       /* We cannot compare overflowed values.  */
 621       if (TREE_OVERFLOW (val1) || TREE_OVERFLOW (val2))
 622         return -2;
 623
 624       return tree_int_cst_compare (val1, val2);
 625     }
 626   else
 627     {
 628       tree t;
 629
 630       /* First see if VAL1 and VAL2 are not the same.  */
 631       if (val1 == val2 || operand_equal_p (val1, val2, 0))
 632         return 0;
 633
 634       /* If VAL1 is a lower address than VAL2, return -1.  */
 635       if (operand_less_p (val1, val2) == 1)
 636         return -1;
 637
 638       /* If VAL1 is a higher address than VAL2, return +1.  */
 639       if (operand_less_p (val2, val1) == 1)
 640         return 1;
 641
 642       /* If VAL1 is different than VAL2, return +2.
 643          For integer constants we either have already returned -1 or 1
 644          or they are equivalent.  We still might succeed in proving
 645          something about non-trivial operands.  */
 646       if (TREE_CODE (val1) != INTEGER_CST
 647           || TREE_CODE (val2) != INTEGER_CST)
 648         {
 649           t = fold_binary_to_constant (NE_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
 650           if (t && tree_expr_nonzero_p (t))
 651             return 2;
 652         }
 653
 654       return -2;
 655     }
 656 }
 657
 658
 659 /* Return 1 if VAL is inside value range VR (VR->MIN <= VAL <= VR->MAX),
 660           0 if VAL is not inside VR,
 661          -2 if we cannot tell either way.
 662
 663    FIXME, the current semantics of this functions are a bit quirky
 664           when taken in the context of VRP.  In here we do not care
 665           about VR's type.  If VR is the anti-range ~[3, 5] the call
 666           value_inside_range (4, VR) will return 1.
 667
 668           This is counter-intuitive in a strict sense, but the callers
 669           currently expect this.  They are calling the function
 670           merely to determine whether VR->MIN <= VAL <= VR->MAX.  The
 671           callers are applying the VR_RANGE/VR_ANTI_RANGE semantics
 672           themselves.
 673
 674           This also applies to value_ranges_intersect_p and
 675           range_includes_zero_p.  The semantics of VR_RANGE and
 676           VR_ANTI_RANGE should be encoded here, but that also means
 677           adapting the users of these functions to the new semantics.
 678
 679    Benchmark compile/20001226-1.c compilation time after changing this
 680    function.  */
 681
 682 static inline int
 683 value_inside_range (tree val, value_range_t * vr)
 684 {
 685   int cmp1, cmp2;
 686
 687   cmp1 = operand_less_p (val, vr->min);
 688   if (cmp1 == -2)
 689     return -2;
 690   if (cmp1 == 1)
 691     return 0;
 692
 693   cmp2 = operand_less_p (vr->max, val);
 694   if (cmp2 == -2)
 695     return -2;
 696
 697   return !cmp2;
 698 }
 699
 700
 701 /* Return true if value ranges VR0 and VR1 have a non-empty
 702    intersection.
 703
 704    Benchmark compile/20001226-1.c compilation time after changing this
 705    function.
 706    */
 707
 708 static inline bool
 709 value_ranges_intersect_p (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
 710 {
 711   /* The value ranges do not intersect if the maximum of the first range is
 712      less than the minimum of the second range or vice versa.
 713      When those relations are unknown, we can't do any better.  */
 714   if (operand_less_p (vr0->max, vr1->min) != 0)
 715     return false;
 716   if (operand_less_p (vr1->max, vr0->min) != 0)
 717     return false;
 718   return true;
 719 }
 720
 721
 722 /* Return true if VR includes the value zero, false otherwise.  FIXME,
 723    currently this will return false for an anti-range like ~[-4, 3].
 724    This will be wrong when the semantics of value_inside_range are
 725    modified (currently the users of this function expect these
 726    semantics).  */
 727
 728 static inline bool
 729 range_includes_zero_p (value_range_t *vr)
 730 {
 731   tree zero;
 732
 733   gcc_assert (vr->type != VR_UNDEFINED
 734               && vr->type != VR_VARYING
 735               && !symbolic_range_p (vr));
 736
 737   zero = build_int_cst (TREE_TYPE (vr->min), 0);
 738   return (value_inside_range (zero, vr) == 1);
 739 }
 740
 741 /* Return true if T, an SSA_NAME, is known to be nonnegative.  Return
 742    false otherwise or if no value range information is available.  */
 743
 744 bool
 745 ssa_name_nonnegative_p (tree t)
 746 {
 747   value_range_t *vr = get_value_range (t);
 748
 749   if (!vr)
 750     return false;
 751
 752   /* Testing for VR_ANTI_RANGE is not useful here as any anti-range
 753      which would return a useful value should be encoded as a VR_RANGE.  */
 754   if (vr->type == VR_RANGE)
 755     {
 756       int result = compare_values (vr->min, integer_zero_node);
 757
 758       return (result == 0 || result == 1);
 759     }
 760   return false;
 761 }
 762
 763 /* Return true if T, an SSA_NAME, is known to be nonzero.  Return
 764    false otherwise or if no value range information is available.  */
 765
 766 bool
 767 ssa_name_nonzero_p (tree t)
 768 {
 769   value_range_t *vr = get_value_range (t);
 770
 771   if (!vr)
 772     return false;
 773
 774   /* A VR_RANGE which does not include zero is a nonzero value.  */
 775   if (vr->type == VR_RANGE && !symbolic_range_p (vr))
 776     return ! range_includes_zero_p (vr);
 777
 778   /* A VR_ANTI_RANGE which does include zero is a nonzero value.  */
 779   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE && !symbolic_range_p (vr))
 780     return range_includes_zero_p (vr);
 781
 782   return false;
 783 }
 784
 785
 786 /* Extract value range information from an ASSERT_EXPR EXPR and store
 787    it in *VR_P.  */
 788
 789 static void
 790 extract_range_from_assert (value_range_t *vr_p, tree expr)
 791 {
 792   tree var, cond, limit, min, max, type;
 793   value_range_t *var_vr, *limit_vr;
 794   enum tree_code cond_code;
 795
 796   var = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
 797   cond = ASSERT_EXPR_COND (expr);
 798
 799   gcc_assert (COMPARISON_CLASS_P (cond));
 800
 801   /* Find VAR in the ASSERT_EXPR conditional.  */
 802   if (var == TREE_OPERAND (cond, 0))
 803     {
 804       /* If the predicate is of the form VAR COMP LIMIT, then we just
 805          take LIMIT from the RHS and use the same comparison code.  */
 806       limit = TREE_OPERAND (cond, 1);
 807       cond_code = TREE_CODE (cond);
 808     }
 809   else
 810     {
 811       /* If the predicate is of the form LIMIT COMP VAR, then we need
 812          to flip around the comparison code to create the proper range
 813          for VAR.  */
 814       limit = TREE_OPERAND (cond, 0);
 815       cond_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
 816     }
 817
 818   type = TREE_TYPE (limit);
 819   gcc_assert (limit != var);
 820
 821   /* For pointer arithmetic, we only keep track of pointer equality
 822      and inequality.  */
 823   if (POINTER_TYPE_P (type) && cond_code != NE_EXPR && cond_code != EQ_EXPR)
 824     {
 825       set_value_range_to_varying (vr_p);
 826       return;
 827     }
 828
 829   /* If LIMIT is another SSA name and LIMIT has a range of its own,
 830      try to use LIMIT's range to avoid creating symbolic ranges
 831      unnecessarily. */
 832   limit_vr = (TREE_CODE (limit) == SSA_NAME) ? get_value_range (limit) : NULL;
 833
 834   /* LIMIT's range is only interesting if it has any useful information.  */
 835   if (limit_vr
 836       && (limit_vr->type == VR_UNDEFINED
 837           || limit_vr->type == VR_VARYING
 838           || symbolic_range_p (limit_vr)))
 839     limit_vr = NULL;
 840
 841   /* Initially, the new range has the same set of equivalences of
 842      VAR's range.  This will be revised before returning the final
 843      value.  Since assertions may be chained via mutually exclusive
 844      predicates, we will need to trim the set of equivalences before
 845      we are done.  */
 846   gcc_assert (vr_p->equiv == NULL);
 847   vr_p->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
 848   add_equivalence (vr_p->equiv, var);
 849
 850   /* Extract a new range based on the asserted comparison for VAR and
 851      LIMIT's value range.  Notice that if LIMIT has an anti-range, we
 852      will only use it for equality comparisons (EQ_EXPR).  For any
 853      other kind of assertion, we cannot derive a range from LIMIT's
 854      anti-range that can be used to describe the new range.  For
 855      instance, ASSERT_EXPR <x_2, x_2 <= b_4>.  If b_4 is ~[2, 10],
 856      then b_4 takes on the ranges [-INF, 1] and [11, +INF].  There is
 857      no single range for x_2 that could describe LE_EXPR, so we might
 858      as well build the range [b_4, +INF] for it.  */
 859   if (cond_code == EQ_EXPR)
 860     {
 861       enum value_range_type range_type;
 862
 863       if (limit_vr)
 864         {
 865           range_type = limit_vr->type;
 866           min = limit_vr->min;
 867           max = limit_vr->max;
 868         }
 869       else
 870         {
 871           range_type = VR_RANGE;
 872           min = limit;
 873           max = limit;
 874         }
 875
 876       set_value_range (vr_p, range_type, min, max, vr_p->equiv);
 877
 878       /* When asserting the equality VAR == LIMIT and LIMIT is another
 879          SSA name, the new range will also inherit the equivalence set
 880          from LIMIT.  */
 881       if (TREE_CODE (limit) == SSA_NAME)
 882         add_equivalence (vr_p->equiv, limit);
 883     }
 884   else if (cond_code == NE_EXPR)
 885     {
 886       /* As described above, when LIMIT's range is an anti-range and
 887          this assertion is an inequality (NE_EXPR), then we cannot
 888          derive anything from the anti-range.  For instance, if
 889          LIMIT's range was ~[0, 0], the assertion 'VAR != LIMIT' does
 890          not imply that VAR's range is [0, 0].  So, in the case of
 891          anti-ranges, we just assert the inequality using LIMIT and
 892          not its anti-range.
 893
 894          If LIMIT_VR is a range, we can only use it to build a new
 895          anti-range if LIMIT_VR is a single-valued range.  For
 896          instance, if LIMIT_VR is [0, 1], the predicate
 897          VAR != [0, 1] does not mean that VAR's range is ~[0, 1].
 898          Rather, it means that for value 0 VAR should be ~[0, 0]
 899          and for value 1, VAR should be ~[1, 1].  We cannot
 900          represent these ranges.
 901
 902          The only situation in which we can build a valid
 903          anti-range is when LIMIT_VR is a single-valued range
 904          (i.e., LIMIT_VR->MIN == LIMIT_VR->MAX).  In that case,
 905          build the anti-range ~[LIMIT_VR->MIN, LIMIT_VR->MAX].  */
 906       if (limit_vr
 907           && limit_vr->type == VR_RANGE
 908           && compare_values (limit_vr->min, limit_vr->max) == 0)
 909         {
 910           min = limit_vr->min;
 911           max = limit_vr->max;
 912         }
 913       else
 914         {
 915           /* In any other case, we cannot use LIMIT's range to build a
 916              valid anti-range.  */
 917           min = max = limit;
 918         }
 919
 920       /* If MIN and MAX cover the whole range for their type, then
 921          just use the original LIMIT.  */
 922       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
 923           && min == TYPE_MIN_VALUE (type)
 924           && max == TYPE_MAX_VALUE (type))
 925         min = max = limit;
 926
 927       set_value_range (vr_p, VR_ANTI_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
 928     }
 929   else if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
 930     {
 931       min = TYPE_MIN_VALUE (type);
 932
 933       if (limit_vr == NULL || limit_vr->type == VR_ANTI_RANGE)
 934         max = limit;
 935       else
 936         {
 937           /* If LIMIT_VR is of the form [N1, N2], we need to build the
 938              range [MIN, N2] for LE_EXPR and [MIN, N2 - 1] for
 939              LT_EXPR.  */
 940           max = limit_vr->max;
 941         }
 942
 943       /* If the maximum value forces us to be out of bounds, simply punt.
 944          It would be pointless to try and do anything more since this
 945          all should be optimized away above us.  */
 946       if (cond_code == LT_EXPR && compare_values (max, min) == 0)
 947         set_value_range_to_varying (vr_p);
 948       else
 949         {
 950           /* For LT_EXPR, we create the range [MIN, MAX - 1].  */
 951           if (cond_code == LT_EXPR)
 952             {
 953               tree one = build_int_cst (type, 1);
 954               max = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, max, one);
 955             }
 956
 957           set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
 958         }
 959     }
 960   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
 961     {
 962       max = TYPE_MAX_VALUE (type);
 963
 964       if (limit_vr == NULL || limit_vr->type == VR_ANTI_RANGE)
 965         min = limit;
 966       else
 967         {
 968           /* If LIMIT_VR is of the form [N1, N2], we need to build the
 969              range [N1, MAX] for GE_EXPR and [N1 + 1, MAX] for
 970              GT_EXPR.  */
 971           min = limit_vr->min;
 972         }
 973
 974       /* If the minimum value forces us to be out of bounds, simply punt.
 975          It would be pointless to try and do anything more since this
 976          all should be optimized away above us.  */
 977       if (cond_code == GT_EXPR && compare_values (min, max) == 0)
 978         set_value_range_to_varying (vr_p);
 979       else
 980         {
 981           /* For GT_EXPR, we create the range [MIN + 1, MAX].  */
 982           if (cond_code == GT_EXPR)
 983             {
 984               tree one = build_int_cst (type, 1);
 985               min = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, one);
 986             }
 987
 988           set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
 989         }
 990     }
 991   else
 992     gcc_unreachable ();
 993
 994   /* If VAR already had a known range, it may happen that the new
 995      range we have computed and VAR's range are not compatible.  For
 996      instance,
 997
 998         if (p_5 == NULL)
 999           p_6 = ASSERT_EXPR <p_5, p_5 == NULL>;
1000           x_7 = p_6->fld;
1001           p_8 = ASSERT_EXPR <p_6, p_6 != NULL>;
1002
1003      While the above comes from a faulty program, it will cause an ICE
1004      later because p_8 and p_6 will have incompatible ranges and at
1005      the same time will be considered equivalent.  A similar situation
1006      would arise from
1007
1008         if (i_5 > 10)
1009           i_6 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 > 10>;
1010           if (i_5 < 5)
1011             i_7 = ASSERT_EXPR <i_6, i_6 < 5>;
1012
1013      Again i_6 and i_7 will have incompatible ranges.  It would be
1014      pointless to try and do anything with i_7's range because
1015      anything dominated by 'if (i_5 < 5)' will be optimized away.
1016      Note, due to the wa in which simulation proceeds, the statement
1017      i_7 = ASSERT_EXPR <...> we would never be visited because the
1018      conditional 'if (i_5 < 5)' always evaluates to false.  However,
1019      this extra check does not hurt and may protect against future
1020      changes to VRP that may get into a situation similar to the
1021      NULL pointer dereference example.
1022
1023      Note that these compatibility tests are only needed when dealing
1024      with ranges or a mix of range and anti-range.  If VAR_VR and VR_P
1025      are both anti-ranges, they will always be compatible, because two
1026      anti-ranges will always have a non-empty intersection.  */
1027
1028   var_vr = get_value_range (var);
1029
1030   /* We may need to make adjustments when VR_P and VAR_VR are numeric
1031      ranges or anti-ranges.  */
1032   if (vr_p->type == VR_VARYING
1033       || vr_p->type == VR_UNDEFINED
1034       || var_vr->type == VR_VARYING
1035       || var_vr->type == VR_UNDEFINED
1036       || symbolic_range_p (vr_p)
1037       || symbolic_range_p (var_vr))
1038     return;
1039
1040   if (var_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE)
1041     {
1042       /* If the two ranges have a non-empty intersection, we can
1043          refine the resulting range.  Since the assert expression
1044          creates an equivalency and at the same time it asserts a
1045          predicate, we can take the intersection of the two ranges to
1046          get better precision.  */
1047       if (value_ranges_intersect_p (var_vr, vr_p))
1048         {
1049           /* Use the larger of the two minimums.  */
1050           if (compare_values (vr_p->min, var_vr->min) == -1)
1051             min = var_vr->min;
1052           else
1053             min = vr_p->min;
1054
1055           /* Use the smaller of the two maximums.  */
1056           if (compare_values (vr_p->max, var_vr->max) == 1)
1057             max = var_vr->max;
1058           else
1059             max = vr_p->max;
1060
1061           set_value_range (vr_p, vr_p->type, min, max, vr_p->equiv);
1062         }
1063       else
1064         {
1065           /* The two ranges do not intersect, set the new range to
1066              VARYING, because we will not be able to do anything
1067              meaningful with it.  */
1068           set_value_range_to_varying (vr_p);
1069         }
1070     }
1071   else if ((var_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_ANTI_RANGE)
1072            || (var_vr->type == VR_ANTI_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE))
1073     {
1074       /* A range and an anti-range will cancel each other only if
1075          their ends are the same.  For instance, in the example above,
1076          p_8's range ~[0, 0] and p_6's range [0, 0] are incompatible,
1077          so VR_P should be set to VR_VARYING.  */
1078       if (compare_values (var_vr->min, vr_p->min) == 0
1079           && compare_values (var_vr->max, vr_p->max) == 0)
1080         set_value_range_to_varying (vr_p);
1081       else
1082         {
1083           tree min, max, anti_min, anti_max, real_min, real_max;
1084           int cmp;
1085
1086           /* We want to compute the logical AND of the two ranges;
1087              there are three cases to consider.
1088
1089
1090              1. The VR_ANTI_RANGE range is completely within the
1091                 VR_RANGE and the endpoints of the ranges are
1092                 different.  In that case the resulting range
1093                 should be whichever range is more precise.
1094                 Typically that will be the VR_RANGE.
1095
1096              2. The VR_ANTI_RANGE is completely disjoint from
1097                 the VR_RANGE.  In this case the resulting range
1098                 should be the VR_RANGE.
1099
1100              3. There is some overlap between the VR_ANTI_RANGE
1101                 and the VR_RANGE.
1102
1103                 3a. If the high limit of the VR_ANTI_RANGE resides
1104                     within the VR_RANGE, then the result is a new
1105                     VR_RANGE starting at the high limit of the
1106                     the VR_ANTI_RANGE + 1 and extending to the
1107                     high limit of the original VR_RANGE.
1108
1109                 3b. If the low limit of the VR_ANTI_RANGE resides
1110                     within the VR_RANGE, then the result is a new
1111                     VR_RANGE starting at the low limit of the original
1112                     VR_RANGE and extending to the low limit of the
1113                     VR_ANTI_RANGE - 1.  */
1114           if (vr_p->type == VR_ANTI_RANGE)
1115             {
1116               anti_min = vr_p->min;
1117               anti_max = vr_p->max;
1118               real_min = var_vr->min;
1119               real_max = var_vr->max;
1120             }
1121           else
1122             {
1123               anti_min = var_vr->min;
1124               anti_max = var_vr->max;
1125               real_min = vr_p->min;
1126               real_max = vr_p->max;
1127             }
1128
1129
1130           /* Case 1, VR_ANTI_RANGE completely within VR_RANGE,
1131              not including any endpoints.  */
1132           if (compare_values (anti_max, real_max) == -1
1133               && compare_values (anti_min, real_min) == 1)
1134             {
1135               set_value_range (vr_p, VR_RANGE, real_min,
1136                                real_max, vr_p->equiv);
1137             }
1138           /* Case 2, VR_ANTI_RANGE completely disjoint from
1139              VR_RANGE.  */
1140           else if (compare_values (anti_min, real_max) == 1
1141                    || compare_values (anti_max, real_min) == -1)
1142             {
1143               set_value_range (vr_p, VR_RANGE, real_min,
1144                                real_max, vr_p->equiv);
1145             }
1146           /* Case 3a, the anti-range extends into the low
1147              part of the real range.  Thus creating a new
1148              low for the real range.  */
1149           else if (((cmp = compare_values (anti_max, real_min)) == 1
1150                     || cmp == 0)
1151                    && compare_values (anti_max, real_max) == -1)
1152             {
1153               min = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (var_vr->min),
1154                                  anti_max,
1155                                  build_int_cst (TREE_TYPE (var_vr->min), 1));
1156               max = real_max;
1157               set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
1158             }
1159           /* Case 3b, the anti-range extends into the high
1160              part of the real range.  Thus creating a new
1161              higher for the real range.  */
1162           else if (compare_values (anti_min, real_min) == 1
1163                    && ((cmp = compare_values (anti_min, real_max)) == -1
1164                        || cmp == 0))
1165             {
1166               max = fold_build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (var_vr->min),
1167                                  anti_min,
1168                                  build_int_cst (TREE_TYPE (var_vr->min), 1));
1169               min = real_min;
1170               set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
1171             }
1172         }
1173     }
1174 }
1175
1176
1177 /* Extract range information from SSA name VAR and store it in VR.  If
1178    VAR has an interesting range, use it.  Otherwise, create the
1179    range [VAR, VAR] and return it.  This is useful in situations where
1180    we may have conditionals testing values of VARYING names.  For
1181    instance,
1182
1183         x_3 = y_5;
1184         if (x_3 > y_5)
1185           ...
1186
1187     Even if y_5 is deemed VARYING, we can determine that x_3 > y_5 is
1188     always false.  */
1189
1190 static void
1191 extract_range_from_ssa_name (value_range_t *vr, tree var)
1192 {
1193   value_range_t *var_vr = get_value_range (var);
1194
1195   if (var_vr->type != VR_UNDEFINED && var_vr->type != VR_VARYING)
1196     copy_value_range (vr, var_vr);
1197   else
1198     set_value_range (vr, VR_RANGE, var, var, NULL);
1199
1200   add_equivalence (vr->equiv, var);
1201 }
1202
1203
1204 /* Wrapper around int_const_binop.  If the operation overflows and we
1205    are not using wrapping arithmetic, then adjust the result to be
1206    -INF or +INF depending on CODE, VAL1 and VAL2.  */
1207
1208 static inline tree
1209 vrp_int_const_binop (enum tree_code code, tree val1, tree val2)
1210 {
1211   tree res;
1212
1213   res = int_const_binop (code, val1, val2, 0);
1214
1215   /* If we are not using wrapping arithmetic, operate symbolically
1216      on -INF and +INF.  */
1217   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (val1))
1218       || flag_wrapv)
1219     {
1220       int checkz = compare_values (res, val1);
1221       bool overflow = false;
1222
1223       /* Ensure that res = val1 [+*] val2 >= val1
1224          or that res = val1 - val2 <= val1.  */
1225       if ((code == PLUS_EXPR
1226            && !(checkz == 1 || checkz == 0))
1227           || (code == MINUS_EXPR
1228               && !(checkz == 0 || checkz == -1)))
1229         {
1230           overflow = true;
1231         }
1232       /* Checking for multiplication overflow is done by dividing the
1233          output of the multiplication by the first input of the
1234          multiplication.  If the result of that division operation is
1235          not equal to the second input of the multiplication, then the
1236          multiplication overflowed.  */
1237       else if (code == MULT_EXPR && !integer_zerop (val1))
1238         {
1239           tree tmp = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
1240                                       res,
1241                                       val1, 0);
1242           int check = compare_values (tmp, val2);
1243
1244           if (check != 0)
1245             overflow = true;
1246         }
1247
1248       if (overflow)
1249         {
1250           res = copy_node (res);
1251           TREE_OVERFLOW (res) = 1;
1252         }
1253
1254     }
1255   else if (TREE_OVERFLOW (res)
1256            && !TREE_OVERFLOW (val1)
1257            && !TREE_OVERFLOW (val2))
1258     {
1259       /* If the operation overflowed but neither VAL1 nor VAL2 are
1260          overflown, return -INF or +INF depending on the operation
1261          and the combination of signs of the operands.  */
1262       int sgn1 = tree_int_cst_sgn (val1);
1263       int sgn2 = tree_int_cst_sgn (val2);
1264
1265       /* Notice that we only need to handle the restricted set of
1266          operations handled by extract_range_from_binary_expr.
1267          Among them, only multiplication, addition and subtraction
1268          can yield overflow without overflown operands because we
1269          are working with integral types only... except in the
1270          case VAL1 = -INF and VAL2 = -1 which overflows to +INF
1271          for division too.  */
1272
1273       /* For multiplication, the sign of the overflow is given
1274          by the comparison of the signs of the operands.  */
1275       if ((code == MULT_EXPR && sgn1 == sgn2)
1276           /* For addition, the operands must be of the same sign
1277              to yield an overflow.  Its sign is therefore that
1278              of one of the operands, for example the first.  */
1279           || (code == PLUS_EXPR && sgn1 > 0)
1280           /* For subtraction, the operands must be of different
1281              signs to yield an overflow.  Its sign is therefore
1282              that of the first operand or the opposite of that
1283              of the second operand.  A first operand of 0 counts
1284              as positive here, for the corner case 0 - (-INF),
1285              which overflows, but must yield +INF.  */
1286           || (code == MINUS_EXPR && sgn1 >= 0)
1287           /* For division, the only case is -INF / -1 = +INF.  */
1288           || code == TRUNC_DIV_EXPR
1289           || code == FLOOR_DIV_EXPR
1290           || code == CEIL_DIV_EXPR
1291           || code == EXACT_DIV_EXPR
1292           || code == ROUND_DIV_EXPR)
1293         return TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (res));
1294       else
1295         return TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (res));
1296     }
1297
1298   return res;
1299 }
1300
1301
1302 /* Extract range information from a binary expression EXPR based on
1303    the ranges of each of its operands and the expression code.  */
1304
1305 static void
1306 extract_range_from_binary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1307 {
1308   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1309   enum value_range_type type;
1310   tree op0, op1, min, max;
1311   int cmp;
1312   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1313   value_range_t vr1 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1314
1315   /* Not all binary expressions can be applied to ranges in a
1316      meaningful way.  Handle only arithmetic operations.  */
1317   if (code != PLUS_EXPR
1318       && code != MINUS_EXPR
1319       && code != MULT_EXPR
1320       && code != TRUNC_DIV_EXPR
1321       && code != FLOOR_DIV_EXPR
1322       && code != CEIL_DIV_EXPR
1323       && code != EXACT_DIV_EXPR
1324       && code != ROUND_DIV_EXPR
1325       && code != MIN_EXPR
1326       && code != MAX_EXPR
1327       && code != BIT_AND_EXPR
1328       && code != TRUTH_ANDIF_EXPR
1329       && code != TRUTH_ORIF_EXPR
1330       && code != TRUTH_AND_EXPR
1331       && code != TRUTH_OR_EXPR)
1332     {
1333       set_value_range_to_varying (vr);
1334       return;
1335     }
1336
1337   /* Get value ranges for each operand.  For constant operands, create
1338      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1339   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1340   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1341     vr0 = *(get_value_range (op0));
1342   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1343     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1344   else
1345     set_value_range_to_varying (&vr0);
1346
1347   op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1348   if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1349     vr1 = *(get_value_range (op1));
1350   else if (is_gimple_min_invariant (op1))
1351     set_value_range (&vr1, VR_RANGE, op1, op1, NULL);
1352   else
1353     set_value_range_to_varying (&vr1);
1354
1355   /* If either range is UNDEFINED, so is the result.  */
1356   if (vr0.type == VR_UNDEFINED || vr1.type == VR_UNDEFINED)
1357     {
1358       set_value_range_to_undefined (vr);
1359       return;
1360     }
1361
1362   /* The type of the resulting value range defaults to VR0.TYPE.  */
1363   type = vr0.type;
1364
1365   /* Refuse to operate on VARYING ranges, ranges of different kinds
1366      and symbolic ranges.  As an exception, we allow BIT_AND_EXPR
1367      because we may be able to derive a useful range even if one of
1368      the operands is VR_VARYING or symbolic range.  TODO, we may be
1369      able to derive anti-ranges in some cases.  */
1370   if (code != BIT_AND_EXPR
1371       && code != TRUTH_AND_EXPR
1372       && code != TRUTH_OR_EXPR
1373       && (vr0.type == VR_VARYING
1374           || vr1.type == VR_VARYING
1375           || vr0.type != vr1.type
1376           || symbolic_range_p (&vr0)
1377           || symbolic_range_p (&vr1)))
1378     {
1379       set_value_range_to_varying (vr);
1380       return;
1381     }
1382
1383   /* Now evaluate the expression to determine the new range.  */
1384   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
1385       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1386       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1)))
1387     {
1388       /* For pointer types, we are really only interested in asserting
1389          whether the expression evaluates to non-NULL.  FIXME, we used
1390          to gcc_assert (code == PLUS_EXPR || code == MINUS_EXPR), but
1391          ivopts is generating expressions with pointer multiplication
1392          in them.  */
1393       if (code == PLUS_EXPR)
1394         {
1395           if (range_is_nonnull (&vr0) || range_is_nonnull (&vr1))
1396             set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1397           else if (range_is_null (&vr0) && range_is_null (&vr1))
1398             set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1399           else
1400             set_value_range_to_varying (vr);
1401         }
1402       else
1403         {
1404           /* Subtracting from a pointer, may yield 0, so just drop the
1405              resulting range to varying.  */
1406           set_value_range_to_varying (vr);
1407         }
1408
1409       return;
1410     }
1411
1412   /* For integer ranges, apply the operation to each end of the
1413      range and see what we end up with.  */
1414   if (code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1415       || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1416       || code == TRUTH_AND_EXPR
1417       || code == TRUTH_OR_EXPR)
1418     {
1419       /* If one of the operands is zero, we know that the whole
1420          expression evaluates zero.  */
1421       if (code == TRUTH_AND_EXPR
1422           && ((vr0.type == VR_RANGE
1423                && integer_zerop (vr0.min)
1424                && integer_zerop (vr0.max))
1425               || (vr1.type == VR_RANGE
1426                   && integer_zerop (vr1.min)
1427                   && integer_zerop (vr1.max))))
1428         {
1429           type = VR_RANGE;
1430           min = max = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1431         }
1432       /* If one of the operands is one, we know that the whole
1433          expression evaluates one.  */
1434       else if (code == TRUTH_OR_EXPR
1435                && ((vr0.type == VR_RANGE
1436                     && integer_onep (vr0.min)
1437                     && integer_onep (vr0.max))
1438                    || (vr1.type == VR_RANGE
1439                        && integer_onep (vr1.min)
1440                        && integer_onep (vr1.max))))
1441         {
1442           type = VR_RANGE;
1443           min = max = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 1);
1444         }
1445       else if (vr0.type != VR_VARYING
1446                && vr1.type != VR_VARYING
1447                && vr0.type == vr1.type
1448                && !symbolic_range_p (&vr0)
1449                && !symbolic_range_p (&vr1))
1450         {
1451           /* Boolean expressions cannot be folded with int_const_binop.  */
1452           min = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min, vr1.min);
1453           max = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max, vr1.max);
1454         }
1455       else
1456         {
1457           /* The result of a TRUTH_*_EXPR is always true or false.  */
1458           set_value_range_to_truthvalue (vr, TREE_TYPE (expr));
1459           return;
1460         }
1461     }
1462   else if (code == PLUS_EXPR
1463            || code == MIN_EXPR
1464            || code == MAX_EXPR)
1465     {
1466       /* If we have a PLUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1467          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1468          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1469          op1 == -1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1470          op0 + op1 == 0, so we cannot claim that the sum is in ~[0,0].
1471          Note that we are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at
1472          this point.  */
1473       if (code == PLUS_EXPR && vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1474         {
1475           set_value_range_to_varying (vr);
1476           return;
1477         }
1478
1479       /* For operations that make the resulting range directly
1480          proportional to the original ranges, apply the operation to
1481          the same end of each range.  */
1482       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1483       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max);
1484     }
1485   else if (code == MULT_EXPR
1486            || code == TRUNC_DIV_EXPR
1487            || code == FLOOR_DIV_EXPR
1488            || code == CEIL_DIV_EXPR
1489            || code == EXACT_DIV_EXPR
1490            || code == ROUND_DIV_EXPR)
1491     {
1492       tree val[4];
1493       size_t i;
1494
1495       /* If we have an unsigned MULT_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs,
1496          drop to VR_VARYING.  It would take more effort to compute a
1497          precise range for such a case.  For example, if we have
1498          op0 == 65536 and op1 == 65536 with their ranges both being
1499          ~[0,0] on a 32-bit machine, we would have op0 * op1 == 0, so
1500          we cannot claim that the product is in ~[0,0].  Note that we
1501          are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at this
1502          point.  */
1503       if (code == MULT_EXPR
1504           && vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1505           && (flag_wrapv || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op0))))
1506         {
1507           set_value_range_to_varying (vr);
1508           return;
1509         }
1510
1511       /* Multiplications and divisions are a bit tricky to handle,
1512          depending on the mix of signs we have in the two ranges, we
1513          need to operate on different values to get the minimum and
1514          maximum values for the new range.  One approach is to figure
1515          out all the variations of range combinations and do the
1516          operations.
1517
1518          However, this involves several calls to compare_values and it
1519          is pretty convoluted.  It's simpler to do the 4 operations
1520          (MIN0 OP MIN1, MIN0 OP MAX1, MAX0 OP MIN1 and MAX0 OP MAX0 OP
1521          MAX1) and then figure the smallest and largest values to form
1522          the new range.  */
1523
1524       /* Divisions by zero result in a VARYING value.  */
1525       if (code != MULT_EXPR
1526           && (vr0.type == VR_ANTI_RANGE || range_includes_zero_p (&vr1)))
1527         {
1528           set_value_range_to_varying (vr);
1529           return;
1530         }
1531
1532       /* Compute the 4 cross operations.  */
1533       val[0] = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1534
1535       val[1] = (vr1.max != vr1.min)
1536                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max)
1537                : NULL_TREE;
1538
1539       val[2] = (vr0.max != vr0.min)
1540                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min)
1541                : NULL_TREE;
1542
1543       val[3] = (vr0.min != vr0.max && vr1.min != vr1.max)
1544                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max)
1545                : NULL_TREE;
1546
1547       /* Set MIN to the minimum of VAL[i] and MAX to the maximum
1548          of VAL[i].  */
1549       min = val[0];
1550       max = val[0];
1551       for (i = 1; i < 4; i++)
1552         {
1553           if (!is_gimple_min_invariant (min) || TREE_OVERFLOW (min)
1554               || !is_gimple_min_invariant (max) || TREE_OVERFLOW (max))
1555             break;
1556
1557           if (val[i])
1558             {
1559               if (!is_gimple_min_invariant (val[i]) || TREE_OVERFLOW (val[i]))
1560                 {
1561                   /* If we found an overflowed value, set MIN and MAX
1562                      to it so that we set the resulting range to
1563                      VARYING.  */
1564                   min = max = val[i];
1565                   break;
1566                 }
1567
1568               if (compare_values (val[i], min) == -1)
1569                 min = val[i];
1570
1571               if (compare_values (val[i], max) == 1)
1572                 max = val[i];
1573             }
1574         }
1575     }
1576   else if (code == MINUS_EXPR)
1577     {
1578       /* If we have a MINUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1579          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1580          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1581          op1 == 1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1582          op0 - op1 == 0, so we cannot claim that the difference is in
1583          ~[0,0].  Note that we are guaranteed to have
1584          vr0.type == vr1.type at this point.  */
1585       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1586         {
1587           set_value_range_to_varying (vr);
1588           return;
1589         }
1590
1591       /* For MINUS_EXPR, apply the operation to the opposite ends of
1592          each range.  */
1593       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max);
1594       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min);
1595     }
1596   else if (code == BIT_AND_EXPR)
1597     {
1598       if (vr0.type == VR_RANGE
1599           && vr0.min == vr0.max
1600           && tree_expr_nonnegative_p (vr0.max)
1601           && TREE_CODE (vr0.max) == INTEGER_CST)
1602         {
1603           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1604           max = vr0.max;
1605         }
1606       else if (vr1.type == VR_RANGE
1607           && vr1.min == vr1.max
1608           && tree_expr_nonnegative_p (vr1.max)
1609           && TREE_CODE (vr1.max) == INTEGER_CST)
1610         {
1611           type = VR_RANGE;
1612           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1613           max = vr1.max;
1614         }
1615       else
1616         {
1617           set_value_range_to_varying (vr);
1618           return;
1619         }
1620     }
1621   else
1622     gcc_unreachable ();
1623
1624   /* If either MIN or MAX overflowed, then set the resulting range to
1625      VARYING.  */
1626   if (!is_gimple_min_invariant (min) || TREE_OVERFLOW (min)
1627       || !is_gimple_min_invariant (max) || TREE_OVERFLOW (max))
1628     {
1629       set_value_range_to_varying (vr);
1630       return;
1631     }
1632
1633   cmp = compare_values (min, max);
1634   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1635     {
1636       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1637          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1638          the new range VARYING.  */
1639       set_value_range_to_varying (vr);
1640     }
1641   else
1642     set_value_range (vr, type, min, max, NULL);
1643 }
1644
1645
1646 /* Extract range information from a unary expression EXPR based on
1647    the range of its operand and the expression code.  */
1648
1649 static void
1650 extract_range_from_unary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1651 {
1652   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1653   tree min, max, op0;
1654   int cmp;
1655   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1656
1657   /* Refuse to operate on certain unary expressions for which we
1658      cannot easily determine a resulting range.  */
1659   if (code == FIX_TRUNC_EXPR
1660       || code == FLOAT_EXPR
1661       || code == BIT_NOT_EXPR
1662       || code == NON_LVALUE_EXPR
1663       || code == CONJ_EXPR)
1664     {
1665       set_value_range_to_varying (vr);
1666       return;
1667     }
1668
1669   /* Get value ranges for the operand.  For constant operands, create
1670      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1671   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1672   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1673     vr0 = *(get_value_range (op0));
1674   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1675     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1676   else
1677     set_value_range_to_varying (&vr0);
1678
1679   /* If VR0 is UNDEFINED, so is the result.  */
1680   if (vr0.type == VR_UNDEFINED)
1681     {
1682       set_value_range_to_undefined (vr);
1683       return;
1684     }
1685
1686   /* Refuse to operate on symbolic ranges, or if neither operand is
1687      a pointer or integral type.  */
1688   if ((!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1689        && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1690       || (vr0.type != VR_VARYING
1691           && symbolic_range_p (&vr0)))
1692     {
1693       set_value_range_to_varying (vr);
1694       return;
1695     }
1696
1697   /* If the expression involves pointers, we are only interested in
1698      determining if it evaluates to NULL [0, 0] or non-NULL (~[0, 0]).  */
1699   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1700     {
1701       if (range_is_nonnull (&vr0) || tree_expr_nonzero_p (expr))
1702         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1703       else if (range_is_null (&vr0))
1704         set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1705       else
1706         set_value_range_to_varying (vr);
1707
1708       return;
1709     }
1710
1711   /* Handle unary expressions on integer ranges.  */
1712   if (code == NOP_EXPR || code == CONVERT_EXPR)
1713     {
1714       tree inner_type = TREE_TYPE (op0);
1715       tree outer_type = TREE_TYPE (expr);
1716
1717       /* If VR0 represents a simple range, then try to convert
1718          the min and max values for the range to the same type
1719          as OUTER_TYPE.  If the results compare equal to VR0's
1720          min and max values and the new min is still less than
1721          or equal to the new max, then we can safely use the newly
1722          computed range for EXPR.  This allows us to compute
1723          accurate ranges through many casts.  */
1724       if (vr0.type == VR_RANGE
1725           || (vr0.type == VR_VARYING
1726               && TYPE_PRECISION (outer_type) > TYPE_PRECISION (inner_type)))
1727         {
1728           tree new_min, new_max, orig_min, orig_max;
1729
1730           /* Convert the input operand min/max to OUTER_TYPE.   If
1731              the input has no range information, then use the min/max
1732              for the input's type.  */
1733           if (vr0.type == VR_RANGE)
1734             {
1735               orig_min = vr0.min;
1736               orig_max = vr0.max;
1737             }
1738           else
1739             {
1740               orig_min = TYPE_MIN_VALUE (inner_type);
1741               orig_max = TYPE_MAX_VALUE (inner_type);
1742             }
1743
1744           new_min = fold_convert (outer_type, orig_min);
1745           new_max = fold_convert (outer_type, orig_max);
1746
1747           /* Verify the new min/max values are gimple values and
1748              that they compare equal to the original input's
1749              min/max values.  */
1750           if (is_gimple_val (new_min)
1751               && is_gimple_val (new_max)
1752               && tree_int_cst_equal (new_min, orig_min)
1753               && tree_int_cst_equal (new_max, orig_max)
1754               && (cmp = compare_values (new_min, new_max)) <= 0
1755               && cmp >= -1)
1756             {
1757               set_value_range (vr, VR_RANGE, new_min, new_max, vr->equiv);
1758               return;
1759             }
1760         }
1761
1762       /* When converting types of different sizes, set the result to
1763          VARYING.  Things like sign extensions and precision loss may
1764          change the range.  For instance, if x_3 is of type 'long long
1765          int' and 'y_5 = (unsigned short) x_3', if x_3 is ~[0, 0], it
1766          is impossible to know at compile time whether y_5 will be
1767          ~[0, 0].  */
1768       if (TYPE_SIZE (inner_type) != TYPE_SIZE (outer_type)
1769           || TYPE_PRECISION (inner_type) != TYPE_PRECISION (outer_type))
1770         {
1771           set_value_range_to_varying (vr);
1772           return;
1773         }
1774     }
1775
1776   /* Conversion of a VR_VARYING value to a wider type can result
1777      in a usable range.  So wait until after we've handled conversions
1778      before dropping the result to VR_VARYING if we had a source
1779      operand that is VR_VARYING.  */
1780   if (vr0.type == VR_VARYING)
1781     {
1782       set_value_range_to_varying (vr);
1783       return;
1784     }
1785
1786   /* Apply the operation to each end of the range and see what we end
1787      up with.  */
1788   if (code == NEGATE_EXPR
1789       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1790     {
1791       /* NEGATE_EXPR flips the range around.  We need to treat
1792          TYPE_MIN_VALUE specially dependent on wrapping, range type
1793          and if it was used as minimum or maximum value:
1794           -~[MIN, MIN] == ~[MIN, MIN]
1795           -[MIN, 0] == [0, MAX]  for -fno-wrapv
1796           -[MIN, 0] == [0, MIN]  for -fwrapv (will be set to varying later)  */
1797       min = vr0.max == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1798             ? TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1799             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1800
1801       max = vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1802             ? (vr0.type == VR_ANTI_RANGE || flag_wrapv
1803                ? TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1804                : TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1805             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1806
1807     }
1808   else if (code == NEGATE_EXPR
1809            && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1810     {
1811       if (!range_includes_zero_p (&vr0))
1812         {
1813           max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1814           min = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1815         }
1816       else
1817         {
1818           if (range_is_null (&vr0))
1819             set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1820           else
1821             set_value_range_to_varying (vr);
1822           return;
1823         }
1824     }
1825   else if (code == ABS_EXPR
1826            && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1827     {
1828       /* -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE with flag_wrapv so we can't get a
1829          useful range.  */
1830       if (flag_wrapv
1831           && ((vr0.type == VR_RANGE
1832                && vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1833               || (vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1834                   && vr0.min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1835                   && !range_includes_zero_p (&vr0))))
1836         {
1837           set_value_range_to_varying (vr);
1838           return;
1839         }
1840
1841       /* ABS_EXPR may flip the range around, if the original range
1842          included negative values.  */
1843       min = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1844             ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1845             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1846
1847       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1848
1849       cmp = compare_values (min, max);
1850
1851       /* If a VR_ANTI_RANGEs contains zero, then we have
1852          ~[-INF, min(MIN, MAX)].  */
1853       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1854         {
1855           if (range_includes_zero_p (&vr0))
1856             {
1857               tree type_min_value = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1858
1859               /* Take the lower of the two values.  */
1860               if (cmp != 1)
1861                 max = min;
1862
1863               /* Create ~[-INF, min (abs(MIN), abs(MAX))]
1864                  or ~[-INF + 1, min (abs(MIN), abs(MAX))] when
1865                  flag_wrapv is set and the original anti-range doesn't include
1866                  TYPE_MIN_VALUE, remember -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE.  */
1867               min = (flag_wrapv && vr0.min != type_min_value
1868                      ? int_const_binop (PLUS_EXPR,
1869                                         type_min_value,
1870                                         integer_one_node, 0)
1871                      : type_min_value);
1872             }
1873           else
1874             {
1875               /* All else has failed, so create the range [0, INF], even for
1876                  flag_wrapv since TYPE_MIN_VALUE is in the original
1877                  anti-range.  */
1878               vr0.type = VR_RANGE;
1879               min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1880               max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1881             }
1882         }
1883
1884       /* If the range contains zero then we know that the minimum value in the
1885          range will be zero.  */
1886       else if (range_includes_zero_p (&vr0))
1887         {
1888           if (cmp == 1)
1889             max = min;
1890           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1891         }
1892       else
1893         {
1894           /* If the range was reversed, swap MIN and MAX.  */
1895           if (cmp == 1)
1896             {
1897               tree t = min;
1898               min = max;
1899               max = t;
1900             }
1901         }
1902     }
1903   else
1904     {
1905       /* Otherwise, operate on each end of the range.  */
1906       min = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1907       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1908     }
1909
1910   cmp = compare_values (min, max);
1911   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1912     {
1913       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1914          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1915          the new range VARYING.  */
1916       set_value_range_to_varying (vr);
1917     }
1918   else
1919     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1920 }
1921
1922
1923 /* Extract range information from a conditional expression EXPR based on
1924    the ranges of each of its operands and the expression code.  */
1925
1926 static void
1927 extract_range_from_cond_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1928 {
1929   tree op0, op1;
1930   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1931   value_range_t vr1 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1932
1933   /* Get value ranges for each operand.  For constant operands, create
1934      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1935   op0 = COND_EXPR_THEN (expr);
1936   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1937     vr0 = *(get_value_range (op0));
1938   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1939     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1940   else
1941     set_value_range_to_varying (&vr0);
1942
1943   op1 = COND_EXPR_ELSE (expr);
1944   if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1945     vr1 = *(get_value_range (op1));
1946   else if (is_gimple_min_invariant (op1))
1947     set_value_range (&vr1, VR_RANGE, op1, op1, NULL);
1948   else
1949     set_value_range_to_varying (&vr1);
1950
1951   /* The resulting value range is the union of the operand ranges */
1952   vrp_meet (&vr0, &vr1);
1953   copy_value_range (vr, &vr0);
1954 }
1955
1956
1957 /* Extract range information from a comparison expression EXPR based
1958    on the range of its operand and the expression code.  */
1959
1960 static void
1961 extract_range_from_comparison (value_range_t *vr, tree expr)
1962 {
1963   tree val = vrp_evaluate_conditional (expr, false);
1964   if (val)
1965     {
1966       /* Since this expression was found on the RHS of an assignment,
1967          its type may be different from _Bool.  Convert VAL to EXPR's
1968          type.  */
1969       val = fold_convert (TREE_TYPE (expr), val);
1970       set_value_range (vr, VR_RANGE, val, val, vr->equiv);
1971     }
1972   else
1973     /* The result of a comparison is always true or false.  */
1974     set_value_range_to_truthvalue (vr, TREE_TYPE (expr));
1975 }
1976
1977
1978 /* Try to compute a useful range out of expression EXPR and store it
1979    in *VR.  */
1980
1981 static void
1982 extract_range_from_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1983 {
1984   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1985
1986   if (code == ASSERT_EXPR)
1987     extract_range_from_assert (vr, expr);
1988   else if (code == SSA_NAME)
1989     extract_range_from_ssa_name (vr, expr);
1990   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary
1991            || code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1992            || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1993            || code == TRUTH_AND_EXPR
1994            || code == TRUTH_OR_EXPR
1995            || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1996     extract_range_from_binary_expr (vr, expr);
1997   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
1998     extract_range_from_unary_expr (vr, expr);
1999   else if (code == COND_EXPR)
2000     extract_range_from_cond_expr (vr, expr);
2001   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_comparison)
2002     extract_range_from_comparison (vr, expr);
2003   else if (is_gimple_min_invariant (expr))
2004     set_value_range (vr, VR_RANGE, expr, expr, NULL);
2005   else
2006     set_value_range_to_varying (vr);
2007
2008   /* If we got a varying range from the tests above, try a final
2009      time to derive a nonnegative or nonzero range.  This time
2010      relying primarily on generic routines in fold in conjunction
2011      with range data.  */
2012   if (vr->type == VR_VARYING)
2013     {
2014       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
2015           && vrp_expr_computes_nonnegative (expr))
2016         set_value_range_to_nonnegative (vr, TREE_TYPE (expr));
2017       else if (vrp_expr_computes_nonzero (expr))
2018         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
2019     }
2020 }
2021
2022 /* Given a range VR, a LOOP and a variable VAR, determine whether it
2023    would be profitable to adjust VR using scalar evolution information
2024    for VAR.  If so, update VR with the new limits.  */
2025
2026 static void
2027 adjust_range_with_scev (value_range_t *vr, struct loop *loop, tree stmt,
2028                         tree var)
2029 {
2030   tree init, step, chrec, tmin, tmax, min, max, type;
2031   enum ev_direction dir;
2032
2033   /* TODO.  Don't adjust anti-ranges.  An anti-range may provide
2034      better opportunities than a regular range, but I'm not sure.  */
2035   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2036     return;
2037
2038   chrec = instantiate_parameters (loop, analyze_scalar_evolution (loop, var));
2039   if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
2040     return;
2041
2042   init = initial_condition_in_loop_num (chrec, loop->num);
2043   step = evolution_part_in_loop_num (chrec, loop->num);
2044
2045   /* If STEP is symbolic, we can't know whether INIT will be the
2046      minimum or maximum value in the range.  Also, unless INIT is
2047      a simple expression, compare_values and possibly other functions
2048      in tree-vrp won't be able to handle it.  */
2049   if (step == NULL_TREE
2050       || !is_gimple_min_invariant (step)
2051       || !valid_value_p (init))
2052     return;
2053
2054   dir = scev_direction (chrec);
2055   if (/* Do not adjust ranges if we do not know whether the iv increases
2056          or decreases,  ... */
2057       dir == EV_DIR_UNKNOWN
2058       /* ... or if it may wrap.  */
2059       || scev_probably_wraps_p (init, step, stmt, get_chrec_loop (chrec),
2060                                 true))
2061     return;
2062
2063   type = TREE_TYPE (var);
2064   if (POINTER_TYPE_P (type) || !TYPE_MIN_VALUE (type))
2065     tmin = lower_bound_in_type (type, type);
2066   else
2067     tmin = TYPE_MIN_VALUE (type);
2068   if (POINTER_TYPE_P (type) || !TYPE_MAX_VALUE (type))
2069     tmax = upper_bound_in_type (type, type);
2070   else
2071     tmax = TYPE_MAX_VALUE (type);
2072
2073   if (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED)
2074     {
2075       min = tmin;
2076       max = tmax;
2077
2078       /* For VARYING or UNDEFINED ranges, just about anything we get
2079          from scalar evolutions should be better.  */
2080
2081       if (dir == EV_DIR_DECREASES)
2082         max = init;
2083       else
2084         min = init;
2085
2086       /* If we would create an invalid range, then just assume we
2087          know absolutely nothing.  This may be over-conservative,
2088          but it's clearly safe, and should happen only in unreachable
2089          parts of code, or for invalid programs.  */
2090       if (compare_values (min, max) == 1)
2091         return;
2092
2093       set_value_range (vr, VR_RANGE, min, max, vr->equiv);
2094     }
2095   else if (vr->type == VR_RANGE)
2096     {
2097       min = vr->min;
2098       max = vr->max;
2099
2100       if (dir == EV_DIR_DECREASES)
2101         {
2102           /* INIT is the maximum value.  If INIT is lower than VR->MAX
2103              but no smaller than VR->MIN, set VR->MAX to INIT.  */
2104           if (compare_values (init, max) == -1)
2105             {
2106               max = init;
2107
2108               /* If we just created an invalid range with the minimum
2109                  greater than the maximum, we fail conservatively.
2110                  This should happen only in unreachable
2111                  parts of code, or for invalid programs.  */
2112               if (compare_values (min, max) == 1)
2113                 return;
2114             }
2115         }
2116       else
2117         {
2118           /* If INIT is bigger than VR->MIN, set VR->MIN to INIT.  */
2119           if (compare_values (init, min) == 1)
2120             {
2121               min = init;
2122
2123               /* Again, avoid creating invalid range by failing.  */
2124               if (compare_values (min, max) == 1)
2125                 return;
2126             }
2127         }
2128
2129       set_value_range (vr, VR_RANGE, min, max, vr->equiv);
2130     }
2131 }
2132
2133
2134 /* Given two numeric value ranges VR0, VR1 and a comparison code COMP:
2135
2136    - Return BOOLEAN_TRUE_NODE if VR0 COMP VR1 always returns true for
2137      all the values in the ranges.
2138
2139    - Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison always returns false.
2140
2141    - Return NULL_TREE if it is not always possible to determine the
2142      value of the comparison.  */
2143
2144
2145 static tree
2146 compare_ranges (enum tree_code comp, value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
2147 {
2148   /* VARYING or UNDEFINED ranges cannot be compared.  */
2149   if (vr0->type == VR_VARYING
2150       || vr0->type == VR_UNDEFINED
2151       || vr1->type == VR_VARYING
2152       || vr1->type == VR_UNDEFINED)
2153     return NULL_TREE;
2154
2155   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
2156   if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
2157     {
2158       /* If both are anti-ranges, then we cannot compute any
2159          comparison.  */
2160       if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
2161         return NULL_TREE;
2162
2163       /* These comparisons are never statically computable.  */
2164       if (comp == GT_EXPR
2165           || comp == GE_EXPR
2166           || comp == LT_EXPR
2167           || comp == LE_EXPR)
2168         return NULL_TREE;
2169
2170       /* Equality can be computed only between a range and an
2171          anti-range.  ~[VAL1, VAL2] == [VAL1, VAL2] is always false.  */
2172       if (vr0->type == VR_RANGE)
2173         {
2174           /* To simplify processing, make VR0 the anti-range.  */
2175           value_range_t *tmp = vr0;
2176           vr0 = vr1;
2177           vr1 = tmp;
2178         }
2179
2180       gcc_assert (comp == NE_EXPR || comp == EQ_EXPR);
2181
2182       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
2183           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
2184         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
2185
2186       return NULL_TREE;
2187     }
2188
2189   /* Simplify processing.  If COMP is GT_EXPR or GE_EXPR, switch the
2190      operands around and change the comparison code.  */
2191   if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
2192     {
2193       value_range_t *tmp;
2194       comp = (comp == GT_EXPR) ? LT_EXPR : LE_EXPR;
2195       tmp = vr0;
2196       vr0 = vr1;
2197       vr1 = tmp;
2198     }
2199
2200   if (comp == EQ_EXPR)
2201     {
2202       /* Equality may only be computed if both ranges represent
2203          exactly one value.  */
2204       if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
2205           && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0)
2206         {
2207           int cmp_min = compare_values (vr0->min, vr1->min);
2208           int cmp_max = compare_values (vr0->max, vr1->max);
2209           if (cmp_min == 0 && cmp_max == 0)
2210             return boolean_true_node;
2211           else if (cmp_min != -2 && cmp_max != -2)
2212             return boolean_false_node;
2213         }
2214       /* If [V0_MIN, V1_MAX] < [V1_MIN, V1_MAX] then V0 != V1.  */
2215       else if (compare_values (vr0->min, vr1->max) == 1
2216                || compare_values (vr1->min, vr0->max) == 1)
2217         return boolean_false_node;
2218
2219       return NULL_TREE;
2220     }
2221   else if (comp == NE_EXPR)
2222     {
2223       int cmp1, cmp2;
2224
2225       /* If VR0 is completely to the left or completely to the right
2226          of VR1, they are always different.  Notice that we need to
2227          make sure that both comparisons yield similar results to
2228          avoid comparing values that cannot be compared at
2229          compile-time.  */
2230       cmp1 = compare_values (vr0->max, vr1->min);
2231       cmp2 = compare_values (vr0->min, vr1->max);
2232       if ((cmp1 == -1 && cmp2 == -1) || (cmp1 == 1 && cmp2 == 1))
2233         return boolean_true_node;
2234
2235       /* If VR0 and VR1 represent a single value and are identical,
2236          return false.  */
2237       else if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
2238                && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0
2239                && compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
2240                && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
2241         return boolean_false_node;
2242
2243       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
2244       else
2245         return NULL_TREE;
2246     }
2247   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
2248     {
2249       int tst;
2250
2251       /* If VR0 is to the left of VR1, return true.  */
2252       tst = compare_values (vr0->max, vr1->min);
2253       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
2254           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
2255         return boolean_true_node;
2256
2257       /* If VR0 is to the right of VR1, return false.  */
2258       tst = compare_values (vr0->min, vr1->max);
2259       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2260           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2261         return boolean_false_node;
2262
2263       /* Otherwise, we don't know.  */
2264       return NULL_TREE;
2265     }
2266
2267   gcc_unreachable ();
2268 }
2269
2270
2271 /* Given a value range VR, a value VAL and a comparison code COMP, return
2272    BOOLEAN_TRUE_NODE if VR COMP VAL always returns true for all the
2273    values in VR.  Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison
2274    always returns false.  Return NULL_TREE if it is not always
2275    possible to determine the value of the comparison.  */
2276
2277 static tree
2278 compare_range_with_value (enum tree_code comp, value_range_t *vr, tree val)
2279 {
2280   if (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED)
2281     return NULL_TREE;
2282
2283   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
2284   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2285     {
2286       /* For anti-ranges, the only predicates that we can compute at
2287          compile time are equality and inequality.  */
2288       if (comp == GT_EXPR
2289           || comp == GE_EXPR
2290           || comp == LT_EXPR
2291           || comp == LE_EXPR)
2292         return NULL_TREE;
2293
2294       /* ~[VAL_1, VAL_2] OP VAL is known if VAL_1 <= VAL <= VAL_2.  */
2295       if (value_inside_range (val, vr) == 1)
2296         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
2297
2298       return NULL_TREE;
2299     }
2300
2301   if (comp == EQ_EXPR)
2302     {
2303       /* EQ_EXPR may only be computed if VR represents exactly
2304          one value.  */
2305       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0)
2306         {
2307           int cmp = compare_values (vr->min, val);
2308           if (cmp == 0)
2309             return boolean_true_node;
2310           else if (cmp == -1 || cmp == 1 || cmp == 2)
2311             return boolean_false_node;
2312         }
2313       else if (compare_values (val, vr->min) == -1
2314                || compare_values (vr->max, val) == -1)
2315         return boolean_false_node;
2316
2317       return NULL_TREE;
2318     }
2319   else if (comp == NE_EXPR)
2320     {
2321       /* If VAL is not inside VR, then they are always different.  */
2322       if (compare_values (vr->max, val) == -1
2323           || compare_values (vr->min, val) == 1)
2324         return boolean_true_node;
2325
2326       /* If VR represents exactly one value equal to VAL, then return
2327          false.  */
2328       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0
2329           && compare_values (vr->min, val) == 0)
2330         return boolean_false_node;
2331
2332       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
2333       return NULL_TREE;
2334     }
2335   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
2336     {
2337       int tst;
2338
2339       /* If VR is to the left of VAL, return true.  */
2340       tst = compare_values (vr->max, val);
2341       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
2342           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
2343         return boolean_true_node;
2344
2345       /* If VR is to the right of VAL, return false.  */
2346       tst = compare_values (vr->min, val);
2347       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2348           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2349         return boolean_false_node;
2350
2351       /* Otherwise, we don't know.  */
2352       return NULL_TREE;
2353     }
2354   else if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
2355     {
2356       int tst;
2357
2358       /* If VR is to the right of VAL, return true.  */
2359       tst = compare_values (vr->min, val);
2360       if ((comp == GT_EXPR && tst == 1)
2361           || (comp == GE_EXPR && (tst == 0 || tst == 1)))
2362         return boolean_true_node;
2363
2364       /* If VR is to the left of VAL, return false.  */
2365       tst = compare_values (vr->max, val);
2366       if ((comp == GT_EXPR && (tst == -1 || tst == 0))
2367           || (comp == GE_EXPR && tst == -1))
2368         return boolean_false_node;
2369
2370       /* Otherwise, we don't know.  */
2371       return NULL_TREE;
2372     }
2373
2374   gcc_unreachable ();
2375 }
2376
2377
2378 /* Debugging dumps.  */
2379
2380 void dump_value_range (FILE *, value_range_t *);
2381 void debug_value_range (value_range_t *);
2382 void dump_all_value_ranges (FILE *);
2383 void debug_all_value_ranges (void);
2384 void dump_vr_equiv (FILE *, bitmap);
2385 void debug_vr_equiv (bitmap);
2386
2387
2388 /* Dump value range VR to FILE.  */
2389
2390 void
2391 dump_value_range (FILE *file, value_range_t *vr)
2392 {
2393   if (vr == NULL)
2394     fprintf (file, "[]");
2395   else if (vr->type == VR_UNDEFINED)
2396     fprintf (file, "UNDEFINED");
2397   else if (vr->type == VR_RANGE || vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2398     {
2399       tree type = TREE_TYPE (vr->min);
2400
2401       fprintf (file, "%s[", (vr->type == VR_ANTI_RANGE) ? "~" : "");
2402
2403       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2404           && !TYPE_UNSIGNED (type)
2405           && vr->min == TYPE_MIN_VALUE (type))
2406         fprintf (file, "-INF");
2407       else
2408         print_generic_expr (file, vr->min, 0);
2409
2410       fprintf (file, ", ");
2411
2412       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2413           && vr->max == TYPE_MAX_VALUE (type))
2414         fprintf (file, "+INF");
2415       else
2416         print_generic_expr (file, vr->max, 0);
2417
2418       fprintf (file, "]");
2419
2420       if (vr->equiv)
2421         {
2422           bitmap_iterator bi;
2423           unsigned i, c = 0;
2424
2425           fprintf (file, "  EQUIVALENCES: { ");
2426
2427           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vr->equiv, 0, i, bi)
2428             {
2429               print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2430               fprintf (file, " ");
2431               c++;
2432             }
2433
2434           fprintf (file, "} (%u elements)", c);
2435         }
2436     }
2437   else if (vr->type == VR_VARYING)
2438     fprintf (file, "VARYING");
2439   else
2440     fprintf (file, "INVALID RANGE");
2441 }
2442
2443
2444 /* Dump value range VR to stderr.  */
2445
2446 void
2447 debug_value_range (value_range_t *vr)
2448 {
2449   dump_value_range (stderr, vr);
2450   fprintf (stderr, "\n");
2451 }
2452
2453
2454 /* Dump value ranges of all SSA_NAMEs to FILE.  */
2455
2456 void
2457 dump_all_value_ranges (FILE *file)
2458 {
2459   size_t i;
2460
2461   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
2462     {
2463       if (vr_value[i])
2464         {
2465           print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2466           fprintf (file, ": ");
2467           dump_value_range (file, vr_value[i]);
2468           fprintf (file, "\n");
2469         }
2470     }
2471
2472   fprintf (file, "\n");
2473 }
2474
2475
2476 /* Dump all value ranges to stderr.  */
2477
2478 void
2479 debug_all_value_ranges (void)
2480 {
2481   dump_all_value_ranges (stderr);
2482 }
2483
2484
2485 /* Given a COND_EXPR COND of the form 'V OP W', and an SSA name V,
2486    create a new SSA name N and return the assertion assignment
2487    'V = ASSERT_EXPR <V, V OP W>'.  */
2488
2489 static tree
2490 build_assert_expr_for (tree cond, tree v)
2491 {
2492   tree n, assertion;
2493
2494   gcc_assert (TREE_CODE (v) == SSA_NAME);
2495   n = duplicate_ssa_name (v, NULL_TREE);
2496
2497   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
2498     {
2499       tree a = build2 (ASSERT_EXPR, TREE_TYPE (v), v, cond);
2500       assertion = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, TREE_TYPE (v), n, a);
2501     }
2502   else if (TREE_CODE (cond) == TRUTH_NOT_EXPR)
2503     {
2504       /* Given !V, build the assignment N = false.  */
2505       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
2506       gcc_assert (op0 == v);
2507       assertion = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, TREE_TYPE (v), n,
2508                           boolean_false_node);
2509     }
2510   else if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
2511     {
2512       /* Given V, build the assignment N = true.  */
2513       gcc_assert (v == cond);
2514       assertion = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT,
2515                           TREE_TYPE (v), n, boolean_true_node);
2516     }
2517   else
2518     gcc_unreachable ();
2519
2520   SSA_NAME_DEF_STMT (n) = assertion;
2521
2522   /* The new ASSERT_EXPR, creates a new SSA name that replaces the
2523      operand of the ASSERT_EXPR. Register the new name and the old one
2524      in the replacement table so that we can fix the SSA web after
2525      adding all the ASSERT_EXPRs.  */
2526   register_new_name_mapping (n, v);
2527
2528   return assertion;
2529 }
2530
2531
2532 /* Return false if EXPR is a predicate expression involving floating
2533    point values.  */
2534
2535 static inline bool
2536 fp_predicate (tree expr)
2537 {
2538   return (COMPARISON_CLASS_P (expr)
2539           && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))));
2540 }
2541
2542
2543 /* If the range of values taken by OP can be inferred after STMT executes,
2544    return the comparison code (COMP_CODE_P) and value (VAL_P) that
2545    describes the inferred range.  Return true if a range could be
2546    inferred.  */
2547
2548 static bool
2549 infer_value_range (tree stmt, tree op, enum tree_code *comp_code_p, tree *val_p)
2550 {
2551   *val_p = NULL_TREE;
2552   *comp_code_p = ERROR_MARK;
2553
2554   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2555      abnormal edges.  */
2556   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op))
2557     return false;
2558
2559   /* Similarly, don't infer anything from statements that may throw
2560      exceptions.  */
2561   if (tree_could_throw_p (stmt))
2562     return false;
2563
2564   /* If STMT is the last statement of a basic block with no
2565      successors, there is no point inferring anything about any of its
2566      operands.  We would not be able to find a proper insertion point
2567      for the assertion, anyway.  */
2568   if (stmt_ends_bb_p (stmt) && EDGE_COUNT (bb_for_stmt (stmt)->succs) == 0)
2569     return false;
2570
2571   /* We can only assume that a pointer dereference will yield
2572      non-NULL if -fdelete-null-pointer-checks is enabled.  */
2573   if (flag_delete_null_pointer_checks && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
2574     {
2575       bool is_store;
2576       unsigned num_uses, num_derefs;
2577
2578       count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs, &is_store);
2579       if (num_derefs > 0)
2580         {
2581           *val_p = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
2582           *comp_code_p = NE_EXPR;
2583           return true;
2584         }
2585     }
2586
2587   return false;
2588 }
2589
2590
2591 void dump_asserts_for (FILE *, tree);
2592 void debug_asserts_for (tree);
2593 void dump_all_asserts (FILE *);
2594 void debug_all_asserts (void);
2595
2596 /* Dump all the registered assertions for NAME to FILE.  */
2597
2598 void
2599 dump_asserts_for (FILE *file, tree name)
2600 {
2601   assert_locus_t loc;
2602
2603   fprintf (file, "Assertions to be inserted for ");
2604   print_generic_expr (file, name, 0);
2605   fprintf (file, "\n");
2606
2607   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2608   while (loc)
2609     {
2610       fprintf (file, "\t");
2611       print_generic_expr (file, bsi_stmt (loc->si), 0);
2612       fprintf (file, "\n\tBB #%d", loc->bb->index);
2613       if (loc->e)
2614         {
2615           fprintf (file, "\n\tEDGE %d->%d", loc->e->src->index,
2616                    loc->e->dest->index);
2617           dump_edge_info (file, loc->e, 0);
2618         }
2619       fprintf (file, "\n\tPREDICATE: ");
2620       print_generic_expr (file, name, 0);
2621       fprintf (file, " %s ", tree_code_name[(int)loc->comp_code]);
2622       print_generic_expr (file, loc->val, 0);
2623       fprintf (file, "\n\n");
2624       loc = loc->next;
2625     }
2626
2627   fprintf (file, "\n");
2628 }
2629
2630
2631 /* Dump all the registered assertions for NAME to stderr.  */
2632
2633 void
2634 debug_asserts_for (tree name)
2635 {
2636   dump_asserts_for (stderr, name);
2637 }
2638
2639
2640 /* Dump all the registered assertions for all the names to FILE.  */
2641
2642 void
2643 dump_all_asserts (FILE *file)
2644 {
2645   unsigned i;
2646   bitmap_iterator bi;
2647
2648   fprintf (file, "\nASSERT_EXPRs to be inserted\n\n");
2649   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2650     dump_asserts_for (file, ssa_name (i));
2651   fprintf (file, "\n");
2652 }
2653
2654
2655 /* Dump all the registered assertions for all the names to stderr.  */
2656
2657 void
2658 debug_all_asserts (void)
2659 {
2660   dump_all_asserts (stderr);
2661 }
2662
2663
2664 /* If NAME doesn't have an ASSERT_EXPR registered for asserting
2665    'NAME COMP_CODE VAL' at a location that dominates block BB or
2666    E->DEST, then register this location as a possible insertion point
2667    for ASSERT_EXPR <NAME, NAME COMP_CODE VAL>.
2668
2669    BB, E and SI provide the exact insertion point for the new
2670    ASSERT_EXPR.  If BB is NULL, then the ASSERT_EXPR is to be inserted
2671    on edge E.  Otherwise, if E is NULL, the ASSERT_EXPR is inserted on
2672    BB.  If SI points to a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR statement, then E
2673    must not be NULL.  */
2674
2675 static void
2676 register_new_assert_for (tree name,
2677                          enum tree_code comp_code,
2678                          tree val,
2679                          basic_block bb,
2680                          edge e,
2681                          block_stmt_iterator si)
2682 {
2683   assert_locus_t n, loc, last_loc;
2684   bool found;
2685   basic_block dest_bb;
2686
2687 #if defined ENABLE_CHECKING
2688   gcc_assert (bb == NULL || e == NULL);
2689
2690   if (e == NULL)
2691     gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != COND_EXPR
2692                 && TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != SWITCH_EXPR);
2693 #endif
2694
2695   /* The new assertion A will be inserted at BB or E.  We need to
2696      determine if the new location is dominated by a previously
2697      registered location for A.  If we are doing an edge insertion,
2698      assume that A will be inserted at E->DEST.  Note that this is not
2699      necessarily true.
2700
2701      If E is a critical edge, it will be split.  But even if E is
2702      split, the new block will dominate the same set of blocks that
2703      E->DEST dominates.
2704
2705      The reverse, however, is not true, blocks dominated by E->DEST
2706      will not be dominated by the new block created to split E.  So,
2707      if the insertion location is on a critical edge, we will not use
2708      the new location to move another assertion previously registered
2709      at a block dominated by E->DEST.  */
2710   dest_bb = (bb) ? bb : e->dest;
2711
2712   /* If NAME already has an ASSERT_EXPR registered for COMP_CODE and
2713      VAL at a block dominating DEST_BB, then we don't need to insert a new
2714      one.  Similarly, if the same assertion already exists at a block
2715      dominated by DEST_BB and the new location is not on a critical
2716      edge, then update the existing location for the assertion (i.e.,
2717      move the assertion up in the dominance tree).
2718
2719      Note, this is implemented as a simple linked list because there
2720      should not be more than a handful of assertions registered per
2721      name.  If this becomes a performance problem, a table hashed by
2722      COMP_CODE and VAL could be implemented.  */
2723   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2724   last_loc = loc;
2725   found = false;
2726   while (loc)
2727     {
2728       if (loc->comp_code == comp_code
2729           && (loc->val == val
2730               || operand_equal_p (loc->val, val, 0)))
2731         {
2732           /* If the assertion NAME COMP_CODE VAL has already been
2733              registered at a basic block that dominates DEST_BB, then
2734              we don't need to insert the same assertion again.  Note
2735              that we don't check strict dominance here to avoid
2736              replicating the same assertion inside the same basic
2737              block more than once (e.g., when a pointer is
2738              dereferenced several times inside a block).
2739
2740              An exception to this rule are edge insertions.  If the
2741              new assertion is to be inserted on edge E, then it will
2742              dominate all the other insertions that we may want to
2743              insert in DEST_BB.  So, if we are doing an edge
2744              insertion, don't do this dominance check.  */
2745           if (e == NULL
2746               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, dest_bb, loc->bb))
2747             return;
2748
2749           /* Otherwise, if E is not a critical edge and DEST_BB
2750              dominates the existing location for the assertion, move
2751              the assertion up in the dominance tree by updating its
2752              location information.  */
2753           if ((e == NULL || !EDGE_CRITICAL_P (e))
2754               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loc->bb, dest_bb))
2755             {
2756               loc->bb = dest_bb;
2757               loc->e = e;
2758               loc->si = si;
2759               return;
2760             }
2761         }
2762
2763       /* Update the last node of the list and move to the next one.  */
2764       last_loc = loc;
2765       loc = loc->next;
2766     }
2767
2768   /* If we didn't find an assertion already registered for
2769      NAME COMP_CODE VAL, add a new one at the end of the list of
2770      assertions associated with NAME.  */
2771   n = XNEW (struct assert_locus_d);
2772   n->bb = dest_bb;
2773   n->e = e;
2774   n->si = si;
2775   n->comp_code = comp_code;
2776   n->val = val;
2777   n->next = NULL;
2778
2779   if (last_loc)
2780     last_loc->next = n;
2781   else
2782     asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)] = n;
2783
2784   bitmap_set_bit (need_assert_for, SSA_NAME_VERSION (name));
2785 }
2786
2787 /* COND is a predicate which uses NAME.  Extract a suitable test code
2788    and value and store them into *CODE_P and *VAL_P so the predicate
2789    is normalized to NAME *CODE_P *VAL_P.
2790
2791    If no extraction was possible, return FALSE, otherwise return TRUE.
2792
2793    If INVERT is true, then we invert the result stored into *CODE_P.  */
2794
2795 static bool
2796 extract_code_and_val_from_cond (tree name, tree cond, bool invert,
2797                                 enum tree_code *code_p, tree *val_p)
2798 {
2799   enum tree_code comp_code;
2800   tree val;
2801
2802   /* Predicates may be a single SSA name or NAME OP VAL.  */
2803   if (cond == name)
2804     {
2805       /* If the predicate is a name, it must be NAME, in which
2806          case we create the predicate NAME == true or
2807          NAME == false accordingly.  */
2808       comp_code = EQ_EXPR;
2809       val = invert ? boolean_false_node : boolean_true_node;
2810     }
2811   else
2812     {
2813       /* Otherwise, we have a comparison of the form NAME COMP VAL
2814          or VAL COMP NAME.  */
2815       if (name == TREE_OPERAND (cond, 1))
2816         {
2817           /* If the predicate is of the form VAL COMP NAME, flip
2818              COMP around because we need to register NAME as the
2819              first operand in the predicate.  */
2820           comp_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
2821           val = TREE_OPERAND (cond, 0);
2822         }
2823       else
2824         {
2825           /* The comparison is of the form NAME COMP VAL, so the
2826              comparison code remains unchanged.  */
2827           comp_code = TREE_CODE (cond);
2828           val = TREE_OPERAND (cond, 1);
2829         }
2830
2831       /* Invert the comparison code as necessary.  */
2832       if (invert)
2833         comp_code = invert_tree_comparison (comp_code, 0);
2834
2835       /* VRP does not handle float types.  */
2836       if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (val)))
2837         return false;
2838
2839       /* Do not register always-false predicates.
2840          FIXME:  this works around a limitation in fold() when dealing with
2841          enumerations.  Given 'enum { N1, N2 } x;', fold will not
2842          fold 'if (x > N2)' to 'if (0)'.  */
2843       if ((comp_code == GT_EXPR || comp_code == LT_EXPR)
2844           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val)))
2845         {
2846           tree min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val));
2847           tree max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val));
2848
2849           if (comp_code == GT_EXPR
2850               && (!max
2851                   || compare_values (val, max) == 0))
2852             return false;
2853
2854           if (comp_code == LT_EXPR
2855               && (!min
2856                   || compare_values (val, min) == 0))
2857             return false;
2858         }
2859     }
2860   *code_p = comp_code;
2861   *val_p = val;
2862   return true;
2863 }
2864
2865 /* OP is an operand of a truth value expression which is known to have
2866    a particular value.  Register any asserts for OP and for any
2867    operands in OP's defining statement.
2868
2869    If CODE is EQ_EXPR, then we want to register OP is zero (false),
2870    if CODE is NE_EXPR, then we want to register OP is nonzero (true).   */
2871
2872 static bool
2873 register_edge_assert_for_1 (tree op, enum tree_code code,
2874                             edge e, block_stmt_iterator bsi)
2875 {
2876   bool retval = false;
2877   tree op_def, rhs, val;
2878
2879   /* We only care about SSA_NAMEs.  */
2880   if (TREE_CODE (op) != SSA_NAME)
2881     return false;
2882
2883   /* We know that OP will have a zero or nonzero value.  If OP is used
2884      more than once go ahead and register an assert for OP.
2885
2886      The FOUND_IN_SUBGRAPH support is not helpful in this situation as
2887      it will always be set for OP (because OP is used in a COND_EXPR in
2888      the subgraph).  */
2889   if (!has_single_use (op))
2890     {
2891       val = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
2892       register_new_assert_for (op, code, val, NULL, e, bsi);
2893       retval = true;
2894     }
2895
2896   /* Now look at how OP is set.  If it's set from a comparison,
2897      a truth operation or some bit operations, then we may be able
2898      to register information about the operands of that assignment.  */
2899   op_def = SSA_NAME_DEF_STMT (op);
2900   if (TREE_CODE (op_def) != GIMPLE_MODIFY_STMT)
2901     return retval;
2902
2903   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (op_def, 1);
2904
2905   if (COMPARISON_CLASS_P (rhs))
2906     {
2907       bool invert = (code == EQ_EXPR ? true : false);
2908       tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
2909       tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
2910
2911       /* Conditionally register an assert for each SSA_NAME in the
2912          comparison.  */
2913       if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
2914           && !has_single_use (op0)
2915           && extract_code_and_val_from_cond (op0, rhs,
2916                                              invert, &code, &val))
2917         {
2918           register_new_assert_for (op0, code, val, NULL, e, bsi);
2919           retval = true;
2920         }
2921
2922       /* Similarly for the second operand of the comparison.  */
2923       if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
2924           && !has_single_use (op1)
2925           && extract_code_and_val_from_cond (op1, rhs,
2926                                              invert, &code, &val))
2927         {
2928           register_new_assert_for (op1, code, val, NULL, e, bsi);
2929           retval = true;
2930         }
2931     }
2932   else if ((code == NE_EXPR
2933             && (TREE_CODE (rhs) == TRUTH_AND_EXPR
2934                 || TREE_CODE (rhs) == BIT_AND_EXPR))
2935            || (code == EQ_EXPR
2936                && (TREE_CODE (rhs) == TRUTH_OR_EXPR
2937                    || TREE_CODE (rhs) == BIT_IOR_EXPR)))
2938     {
2939       /* Recurse on each operand.  */
2940       retval |= register_edge_assert_for_1 (TREE_OPERAND (rhs, 0),
2941                                             code, e, bsi);
2942       retval |= register_edge_assert_for_1 (TREE_OPERAND (rhs, 1),
2943                                             code, e, bsi);
2944     }
2945   else if (TREE_CODE (rhs) == TRUTH_NOT_EXPR)
2946     {
2947       /* Recurse, flipping CODE.  */
2948       code = invert_tree_comparison (code, false);
2949       retval |= register_edge_assert_for_1 (TREE_OPERAND (rhs, 0),
2950                                             code, e, bsi);
2951     }
2952   else if (TREE_CODE (rhs) == SSA_NAME)
2953     {
2954       /* Recurse through the copy.  */
2955       retval |= register_edge_assert_for_1 (rhs, code, e, bsi);
2956     }
2957   else if (TREE_CODE (rhs) == NOP_EXPR
2958            || TREE_CODE (rhs) == CONVERT_EXPR
2959            || TREE_CODE (rhs) == VIEW_CONVERT_EXPR
2960            || TREE_CODE (rhs) == NON_LVALUE_EXPR)
2961     {
2962       /* Recurse through the type conversion.  */
2963       retval |= register_edge_assert_for_1 (TREE_OPERAND (rhs, 0),
2964                                             code, e, bsi);
2965     }
2966
2967   return retval;
2968 }
2969
2970 /* Try to register an edge assertion for SSA name NAME on edge E for
2971    the condition COND contributing to the conditional jump pointed to by SI.
2972    Return true if an assertion for NAME could be registered.  */
2973
2974 static bool
2975 register_edge_assert_for (tree name, edge e, block_stmt_iterator si, tree cond)
2976 {
2977   tree val;
2978   enum tree_code comp_code;
2979   bool retval = false;
2980   bool is_else_edge = (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE) != 0;
2981
2982   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2983      abnormal edges.  */
2984   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (name))
2985     return false;
2986
2987   if (!extract_code_and_val_from_cond (name, cond, is_else_edge,
2988                                        &comp_code, &val))
2989     return false;
2990
2991   /* Only register an ASSERT_EXPR if NAME was found in the sub-graph
2992      reachable from E.  */
2993   if (TEST_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (name)))
2994     {
2995       register_new_assert_for (name, comp_code, val, NULL, e, si);
2996       retval = true;
2997     }
2998
2999   /* If COND is effectively an equality test of an SSA_NAME against
3000      the value zero or one, then we may be able to assert values
3001      for SSA_NAMEs which flow into COND.  */
3002
3003   /* In the case of NAME == 1 or NAME != 0, for TRUTH_AND_EXPR defining
3004      statement of NAME we can assert both operands of the TRUTH_AND_EXPR
3005      have nonzero value.  */
3006   if (((comp_code == EQ_EXPR && integer_onep (val))
3007        || (comp_code == NE_EXPR && integer_zerop (val))))
3008     {
3009       tree def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
3010
3011       if (TREE_CODE (def_stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3012           && (TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1)) == TRUTH_AND_EXPR
3013               || TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1)) == BIT_AND_EXPR))
3014         {
3015           tree op0 = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1), 0);
3016           tree op1 = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1), 1);
3017           retval |= register_edge_assert_for_1 (op0, NE_EXPR, e, si);
3018           retval |= register_edge_assert_for_1 (op1, NE_EXPR, e, si);
3019         }
3020     }
3021
3022   /* In the case of NAME == 0 or NAME != 1, for TRUTH_OR_EXPR defining
3023      statement of NAME we can assert both operands of the TRUTH_OR_EXPR
3024      have zero value.  */
3025   if (((comp_code == EQ_EXPR && integer_zerop (val))
3026        || (comp_code == NE_EXPR && integer_onep (val))))
3027     {
3028       tree def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (name);
3029
3030       if (TREE_CODE (def_stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3031           && (TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1)) == TRUTH_OR_EXPR
3032               || TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1)) == BIT_IOR_EXPR))
3033         {
3034           tree op0 = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1), 0);
3035           tree op1 = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1), 1);
3036           retval |= register_edge_assert_for_1 (op0, EQ_EXPR, e, si);
3037           retval |= register_edge_assert_for_1 (op1, EQ_EXPR, e, si);
3038         }
3039     }
3040
3041   return retval;
3042 }
3043
3044
3045 static bool find_assert_locations (basic_block bb);
3046
3047 /* Determine whether the outgoing edges of BB should receive an
3048    ASSERT_EXPR for each of the operands of BB's LAST statement.
3049    The last statement of BB must be a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR.
3050
3051    If any of the sub-graphs rooted at BB have an interesting use of
3052    the predicate operands, an assert location node is added to the
3053    list of assertions for the corresponding operands.  */
3054
3055 static bool
3056 find_conditional_asserts (basic_block bb, tree last)
3057 {
3058   bool need_assert;
3059   block_stmt_iterator bsi;
3060   tree op;
3061   edge_iterator ei;
3062   edge e;
3063   ssa_op_iter iter;
3064
3065   need_assert = false;
3066   bsi = bsi_for_stmt (last);
3067
3068   /* Look for uses of the operands in each of the sub-graphs
3069      rooted at BB.  We need to check each of the outgoing edges
3070      separately, so that we know what kind of ASSERT_EXPR to
3071      insert.  */
3072   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
3073     {
3074       if (e->dest == bb)
3075         continue;
3076
3077       /* Remove the COND_EXPR operands from the FOUND_IN_SUBGRAPH bitmap.
3078          Otherwise, when we finish traversing each of the sub-graphs, we
3079          won't know whether the variables were found in the sub-graphs or
3080          if they had been found in a block upstream from BB.
3081
3082          This is actually a bad idea is some cases, particularly jump
3083          threading.  Consider a CFG like the following:
3084
3085                     0
3086                    /|
3087                   1 |
3088                    \|
3089                     2
3090                    / \
3091                   3   4
3092
3093          Assume that one or more operands in the conditional at the
3094          end of block 0 are used in a conditional in block 2, but not
3095          anywhere in block 1.  In this case we will not insert any
3096          assert statements in block 1, which may cause us to miss
3097          opportunities to optimize, particularly for jump threading.  */
3098       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
3099         RESET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
3100
3101       /* Traverse the strictly dominated sub-graph rooted at E->DEST
3102          to determine if any of the operands in the conditional
3103          predicate are used.  */
3104       if (e->dest != bb)
3105         need_assert |= find_assert_locations (e->dest);
3106
3107       /* Register the necessary assertions for each operand in the
3108          conditional predicate.  */
3109       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
3110         need_assert |= register_edge_assert_for (op, e, bsi,
3111                                                  COND_EXPR_COND (last));
3112     }
3113
3114   /* Finally, indicate that we have found the operands in the
3115      conditional.  */
3116   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
3117     SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
3118
3119   return need_assert;
3120 }
3121
3122
3123 /* Traverse all the statements in block BB looking for statements that
3124    may generate useful assertions for the SSA names in their operand.
3125    If a statement produces a useful assertion A for name N_i, then the
3126    list of assertions already generated for N_i is scanned to
3127    determine if A is actually needed.
3128
3129    If N_i already had the assertion A at a location dominating the
3130    current location, then nothing needs to be done.  Otherwise, the
3131    new location for A is recorded instead.
3132
3133    1- For every statement S in BB, all the variables used by S are
3134       added to bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.
3135
3136    2- If statement S uses an operand N in a way that exposes a known
3137       value range for N, then if N was not already generated by an
3138       ASSERT_EXPR, create a new assert location for N.  For instance,
3139       if N is a pointer and the statement dereferences it, we can
3140       assume that N is not NULL.
3141
3142    3- COND_EXPRs are a special case of #2.  We can derive range
3143       information from the predicate but need to insert different
3144       ASSERT_EXPRs for each of the sub-graphs rooted at the
3145       conditional block.  If the last statement of BB is a conditional
3146       expression of the form 'X op Y', then
3147
3148       a) Remove X and Y from the set FOUND_IN_SUBGRAPH.
3149
3150       b) If the conditional is the only entry point to the sub-graph
3151          corresponding to the THEN_CLAUSE, recurse into it.  On
3152          return, if X and/or Y are marked in FOUND_IN_SUBGRAPH, then
3153          an ASSERT_EXPR is added for the corresponding variable.
3154
3155       c) Repeat step (b) on the ELSE_CLAUSE.
3156
3157       d) Mark X and Y in FOUND_IN_SUBGRAPH.
3158
3159       For instance,
3160
3161             if (a == 9)
3162               b = a;
3163             else
3164               b = c + 1;
3165
3166       In this case, an assertion on the THEN clause is useful to
3167       determine that 'a' is always 9 on that edge.  However, an assertion
3168       on the ELSE clause would be unnecessary.
3169
3170    4- If BB does not end in a conditional expression, then we recurse
3171       into BB's dominator children.
3172
3173    At the end of the recursive traversal, every SSA name will have a
3174    list of locations where ASSERT_EXPRs should be added.  When a new
3175    location for name N is found, it is registered by calling
3176    register_new_assert_for.  That function keeps track of all the
3177    registered assertions to prevent adding unnecessary assertions.
3178    For instance, if a pointer P_4 is dereferenced more than once in a
3179    dominator tree, only the location dominating all the dereference of
3180    P_4 will receive an ASSERT_EXPR.
3181
3182    If this function returns true, then it means that there are names
3183    for which we need to generate ASSERT_EXPRs.  Those assertions are
3184    inserted by process_assert_insertions.
3185
3186    TODO.  Handle SWITCH_EXPR.  */
3187
3188 static bool
3189 find_assert_locations (basic_block bb)
3190 {
3191   block_stmt_iterator si;
3192   tree last, phi;
3193   bool need_assert;
3194   basic_block son;
3195
3196   if (TEST_BIT (blocks_visited, bb->index))
3197     return false;
3198
3199   SET_BIT (blocks_visited, bb->index);
3200
3201   need_assert = false;
3202
3203   /* Traverse all PHI nodes in BB marking used operands.  */
3204   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
3205     {
3206       use_operand_p arg_p;
3207       ssa_op_iter i;
3208
3209       FOR_EACH_PHI_ARG (arg_p, phi, i, SSA_OP_USE)
3210         {
3211           tree arg = USE_FROM_PTR (arg_p);
3212           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
3213             {
3214               gcc_assert (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)));
3215               SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (arg));
3216             }
3217         }
3218     }
3219
3220   /* Traverse all the statements in BB marking used names and looking
3221      for statements that may infer assertions for their used operands.  */
3222   last = NULL_TREE;
3223   for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
3224     {
3225       tree stmt, op;
3226       ssa_op_iter i;
3227
3228       stmt = bsi_stmt (si);
3229
3230       /* See if we can derive an assertion for any of STMT's operands.  */
3231       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, i, SSA_OP_USE)
3232         {
3233           tree value;
3234           enum tree_code comp_code;
3235
3236           /* Mark OP in bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.  If STMT is inside
3237              the sub-graph of a conditional block, when we return from
3238              this recursive walk, our parent will use the
3239              FOUND_IN_SUBGRAPH bitset to determine if one of the
3240              operands it was looking for was present in the sub-graph.  */
3241           SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
3242
3243           /* If OP is used in such a way that we can infer a value
3244              range for it, and we don't find a previous assertion for
3245              it, create a new assertion location node for OP.  */
3246           if (infer_value_range (stmt, op, &comp_code, &value))
3247             {
3248               /* If we are able to infer a nonzero value range for OP,
3249                  then walk backwards through the use-def chain to see if OP
3250                  was set via a typecast.
3251
3252                  If so, then we can also infer a nonzero value range
3253                  for the operand of the NOP_EXPR.  */
3254               if (comp_code == NE_EXPR && integer_zerop (value))
3255                 {
3256                   tree t = op;
3257                   tree def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
3258
3259                   while (TREE_CODE (def_stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3260                          && TREE_CODE
3261                              (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1)) == NOP_EXPR
3262                          && TREE_CODE
3263                              (TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1),
3264                                             0)) == SSA_NAME
3265                          && POINTER_TYPE_P
3266                              (TREE_TYPE (TREE_OPERAND
3267                                           (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt,
3268                                                                 1), 0))))
3269                     {
3270                       t = TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (def_stmt, 1), 0);
3271                       def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
3272
3273                       /* Note we want to register the assert for the
3274                          operand of the NOP_EXPR after SI, not after the
3275                          conversion.  */
3276                       if (! has_single_use (t))
3277                         {
3278                           register_new_assert_for (t, comp_code, value,
3279                                                    bb, NULL, si);
3280                           need_assert = true;
3281                         }
3282                     }
3283                 }
3284
3285               /* If OP is used only once, namely in this STMT, don't
3286                  bother creating an ASSERT_EXPR for it.  Such an
3287                  ASSERT_EXPR would do nothing but increase compile time.  */
3288               if (!has_single_use (op))
3289                 {
3290                   register_new_assert_for (op, comp_code, value, bb, NULL, si);
3291                   need_assert = true;
3292                 }
3293             }
3294         }
3295
3296       /* Remember the last statement of the block.  */
3297       last = stmt;
3298     }
3299
3300   /* If BB's last statement is a conditional expression
3301      involving integer operands, recurse into each of the sub-graphs
3302      rooted at BB to determine if we need to add ASSERT_EXPRs.  */
3303   if (last
3304       && TREE_CODE (last) == COND_EXPR
3305       && !fp_predicate (COND_EXPR_COND (last))
3306       && !ZERO_SSA_OPERANDS (last, SSA_OP_USE))
3307     need_assert |= find_conditional_asserts (bb, last);
3308
3309   /* Recurse into the dominator children of BB.  */
3310   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
3311        son;
3312        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
3313     need_assert |= find_assert_locations (son);
3314
3315   return need_assert;
3316 }
3317
3318
3319 /* Create an ASSERT_EXPR for NAME and insert it in the location
3320    indicated by LOC.  Return true if we made any edge insertions.  */
3321
3322 static bool
3323 process_assert_insertions_for (tree name, assert_locus_t loc)
3324 {
3325   /* Build the comparison expression NAME_i COMP_CODE VAL.  */
3326   tree stmt, cond, assert_expr;
3327   edge_iterator ei;
3328   edge e;
3329
3330   cond = build2 (loc->comp_code, boolean_type_node, name, loc->val);
3331   assert_expr = build_assert_expr_for (cond, name);
3332
3333   if (loc->e)
3334     {
3335       /* We have been asked to insert the assertion on an edge.  This
3336          is used only by COND_EXPR and SWITCH_EXPR assertions.  */
3337 #if defined ENABLE_CHECKING
3338       gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == COND_EXPR
3339           || TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == SWITCH_EXPR);
3340 #endif
3341
3342       bsi_insert_on_edge (loc->e, assert_expr);
3343       return true;
3344     }
3345
3346   /* Otherwise, we can insert right after LOC->SI iff the
3347      statement must not be the last statement in the block.  */
3348   stmt = bsi_stmt (loc->si);
3349   if (!stmt_ends_bb_p (stmt))
3350     {
3351       bsi_insert_after (&loc->si, assert_expr, BSI_SAME_STMT);
3352       return false;
3353     }
3354
3355   /* If STMT must be the last statement in BB, we can only insert new
3356      assertions on the non-abnormal edge out of BB.  Note that since
3357      STMT is not control flow, there may only be one non-abnormal edge
3358      out of BB.  */
3359   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loc->bb->succs)
3360     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
3361       {
3362         bsi_insert_on_edge (e, assert_expr);
3363         return true;
3364       }
3365
3366   gcc_unreachable ();
3367 }
3368
3369
3370 /* Process all the insertions registered for every name N_i registered
3371    in NEED_ASSERT_FOR.  The list of assertions to be inserted are
3372    found in ASSERTS_FOR[i].  */
3373
3374 static void
3375 process_assert_insertions (void)
3376 {
3377   unsigned i;
3378   bitmap_iterator bi;
3379   bool update_edges_p = false;
3380   int num_asserts = 0;
3381
3382   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3383     dump_all_asserts (dump_file);
3384
3385   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
3386     {
3387       assert_locus_t loc = asserts_for[i];
3388       gcc_assert (loc);
3389
3390       while (loc)
3391         {
3392           assert_locus_t next = loc->next;
3393           update_edges_p |= process_assert_insertions_for (ssa_name (i), loc);
3394           free (loc);
3395           loc = next;
3396           num_asserts++;
3397         }
3398     }
3399
3400   if (update_edges_p)
3401     bsi_commit_edge_inserts ();
3402
3403   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
3404     fprintf (dump_file, "\nNumber of ASSERT_EXPR expressions inserted: %d\n\n",
3405              num_asserts);
3406 }
3407
3408
3409 /* Traverse the flowgraph looking for conditional jumps to insert range
3410    expressions.  These range expressions are meant to provide information
3411    to optimizations that need to reason in terms of value ranges.  They
3412    will not be expanded into RTL.  For instance, given:
3413
3414    x = ...
3415    y = ...
3416    if (x < y)
3417      y = x - 2;
3418    else
3419      x = y + 3;
3420
3421    this pass will transform the code into:
3422
3423    x = ...
3424    y = ...
3425    if (x < y)
3426     {
3427       x = ASSERT_EXPR <x, x < y>
3428       y = x - 2
3429     }
3430    else
3431     {
3432       y = ASSERT_EXPR <y, x <= y>
3433       x = y + 3
3434     }
3435
3436    The idea is that once copy and constant propagation have run, other
3437    optimizations will be able to determine what ranges of values can 'x'
3438    take in different paths of the code, simply by checking the reaching
3439    definition of 'x'.  */
3440
3441 static void
3442 insert_range_assertions (void)
3443 {
3444   edge e;
3445   edge_iterator ei;
3446   bool update_ssa_p;
3447
3448   found_in_subgraph = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
3449   sbitmap_zero (found_in_subgraph);
3450
3451   blocks_visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
3452   sbitmap_zero (blocks_visited);
3453
3454   need_assert_for = BITMAP_ALLOC (NULL);
3455   asserts_for = XCNEWVEC (assert_locus_t, num_ssa_names);
3456
3457   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3458
3459   update_ssa_p = false;
3460   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
3461     if (find_assert_locations (e->dest))
3462       update_ssa_p = true;
3463
3464   if (update_ssa_p)
3465     {
3466       process_assert_insertions ();
3467       update_ssa (TODO_update_ssa_no_phi);
3468     }
3469
3470   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3471     {
3472       fprintf (dump_file, "\nSSA form after inserting ASSERT_EXPRs\n");
3473       dump_function_to_file (current_function_decl, dump_file, dump_flags);
3474     }
3475
3476   sbitmap_free (found_in_subgraph);
3477   free (asserts_for);
3478   BITMAP_FREE (need_assert_for);
3479 }
3480
3481
3482 /* Convert range assertion expressions into the implied copies and
3483    copy propagate away the copies.  Doing the trivial copy propagation
3484    here avoids the need to run the full copy propagation pass after
3485    VRP.
3486
3487    FIXME, this will eventually lead to copy propagation removing the
3488    names that had useful range information attached to them.  For
3489    instance, if we had the assertion N_i = ASSERT_EXPR <N_j, N_j > 3>,
3490    then N_i will have the range [3, +INF].
3491
3492    However, by converting the assertion into the implied copy
3493    operation N_i = N_j, we will then copy-propagate N_j into the uses
3494    of N_i and lose the range information.  We may want to hold on to
3495    ASSERT_EXPRs a little while longer as the ranges could be used in
3496    things like jump threading.
3497
3498    The problem with keeping ASSERT_EXPRs around is that passes after
3499    VRP need to handle them appropriately.
3500
3501    Another approach would be to make the range information a first
3502    class property of the SSA_NAME so that it can be queried from
3503    any pass.  This is made somewhat more complex by the need for
3504    multiple ranges to be associated with one SSA_NAME.  */
3505
3506 static void
3507 remove_range_assertions (void)
3508 {
3509   basic_block bb;
3510   block_stmt_iterator si;
3511
3512   /* Note that the BSI iterator bump happens at the bottom of the
3513      loop and no bump is necessary if we're removing the statement
3514      referenced by the current BSI.  */
3515   FOR_EACH_BB (bb)
3516     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si);)
3517       {
3518         tree stmt = bsi_stmt (si);
3519         tree use_stmt;
3520
3521         if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3522             && TREE_CODE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
3523           {
3524             tree rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1), var;
3525             tree cond = fold (ASSERT_EXPR_COND (rhs));
3526             use_operand_p use_p;
3527             imm_use_iterator iter;
3528
3529             gcc_assert (cond != boolean_false_node);
3530
3531             /* Propagate the RHS into every use of the LHS.  */
3532             var = ASSERT_EXPR_VAR (rhs);
3533             FOR_EACH_IMM_USE_STMT (use_stmt, iter,
3534                                    GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0))
3535               FOR_EACH_IMM_USE_ON_STMT (use_p, iter)
3536                 {
3537                   SET_USE (use_p, var);
3538                   gcc_assert (TREE_CODE (var) == SSA_NAME);
3539                 }
3540
3541             /* And finally, remove the copy, it is not needed.  */
3542             bsi_remove (&si, true);
3543           }
3544         else
3545           bsi_next (&si);
3546       }
3547
3548   sbitmap_free (blocks_visited);
3549 }
3550
3551
3552 /* Return true if STMT is interesting for VRP.  */
3553
3554 static bool
3555 stmt_interesting_for_vrp (tree stmt)
3556 {
3557   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
3558       && is_gimple_reg (PHI_RESULT (stmt))
3559       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))
3560           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))))
3561     return true;
3562   else if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
3563     {
3564       tree lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0);
3565       tree rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
3566
3567       /* In general, assignments with virtual operands are not useful
3568          for deriving ranges, with the obvious exception of calls to
3569          builtin functions.  */
3570       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3571           && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3572               || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3573           && ((TREE_CODE (rhs) == CALL_EXPR
3574                && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == ADDR_EXPR
3575                && DECL_P (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (rhs, 0), 0))
3576                && DECL_IS_BUILTIN (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (rhs, 0), 0)))
3577               || ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)))
3578         return true;
3579     }
3580   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3581     return true;
3582
3583   return false;
3584 }
3585
3586
3587 /* Initialize local data structures for VRP.  */
3588
3589 static void
3590 vrp_initialize (void)
3591 {
3592   basic_block bb;
3593
3594   vr_value = XCNEWVEC (value_range_t *, num_ssa_names);
3595
3596   FOR_EACH_BB (bb)
3597     {
3598       block_stmt_iterator si;
3599       tree phi;
3600
3601       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
3602         {
3603           if (!stmt_interesting_for_vrp (phi))
3604             {
3605               tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3606               set_value_range_to_varying (get_value_range (lhs));
3607               DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = true;
3608             }
3609           else
3610             DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = false;
3611         }
3612
3613       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
3614         {
3615           tree stmt = bsi_stmt (si);
3616
3617           if (!stmt_interesting_for_vrp (stmt))
3618             {
3619               ssa_op_iter i;
3620               tree def;
3621               FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, i, SSA_OP_DEF)
3622                 set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3623               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = true;
3624             }
3625           else
3626             {
3627               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = false;
3628             }
3629         }
3630     }
3631 }
3632
3633
3634 /* Visit assignment STMT.  If it produces an interesting range, record
3635    the SSA name in *OUTPUT_P.  */
3636
3637 static enum ssa_prop_result
3638 vrp_visit_assignment (tree stmt, tree *output_p)
3639 {
3640   tree lhs, rhs, def;
3641   ssa_op_iter iter;
3642
3643   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0);
3644   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
3645
3646   /* We only keep track of ranges in integral and pointer types.  */
3647   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3648       && ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3649            /* It is valid to have NULL MIN/MAX values on a type.  See
3650               build_range_type.  */
3651            && TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (lhs))
3652            && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (lhs)))
3653           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))))
3654     {
3655       struct loop *l;
3656       value_range_t new_vr = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3657
3658       extract_range_from_expr (&new_vr, rhs);
3659
3660       /* If STMT is inside a loop, we may be able to know something
3661          else about the range of LHS by examining scalar evolution
3662          information.  */
3663       if (current_loops && (l = loop_containing_stmt (stmt)))
3664         adjust_range_with_scev (&new_vr, l, stmt, lhs);
3665
3666       if (update_value_range (lhs, &new_vr))
3667         {
3668           *output_p = lhs;
3669
3670           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3671             {
3672               fprintf (dump_file, "Found new range for ");
3673               print_generic_expr (dump_file, lhs, 0);
3674               fprintf (dump_file, ": ");
3675               dump_value_range (dump_file, &new_vr);
3676               fprintf (dump_file, "\n\n");
3677             }
3678
3679           if (new_vr.type == VR_VARYING)
3680             return SSA_PROP_VARYING;
3681
3682           return SSA_PROP_INTERESTING;
3683         }
3684
3685       return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3686     }
3687
3688   /* Every other statement produces no useful ranges.  */
3689   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3690     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3691
3692   return SSA_PROP_VARYING;
3693 }
3694
3695
3696 /* Compare all the value ranges for names equivalent to VAR with VAL
3697    using comparison code COMP.  Return the same value returned by
3698    compare_range_with_value.  */
3699
3700 static tree
3701 compare_name_with_value (enum tree_code comp, tree var, tree val)
3702 {
3703   bitmap_iterator bi;
3704   unsigned i;
3705   bitmap e;
3706   tree retval, t;
3707
3708   t = retval = NULL_TREE;
3709
3710   /* Get the set of equivalences for VAR.  */
3711   e = get_value_range (var)->equiv;
3712
3713   /* Add VAR to its own set of equivalences so that VAR's value range
3714      is processed by this loop (otherwise, we would have to replicate
3715      the body of the loop just to check VAR's value range).  */
3716   bitmap_set_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3717
3718   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
3719     {
3720       value_range_t equiv_vr = *(vr_value[i]);
3721
3722       /* If name N_i does not have a valid range, use N_i as its own
3723          range.  This allows us to compare against names that may
3724          have N_i in their ranges.  */
3725       if (equiv_vr.type == VR_VARYING || equiv_vr.type == VR_UNDEFINED)
3726         {
3727           equiv_vr.type = VR_RANGE;
3728           equiv_vr.min = ssa_name (i);
3729           equiv_vr.max = ssa_name (i);
3730         }
3731
3732       t = compare_range_with_value (comp, &equiv_vr, val);
3733       if (t)
3734         {
3735           /* If we get different answers from different members
3736              of the equivalence set this check must be in a dead
3737              code region.  Folding it to a trap representation
3738              would be correct here.  For now just return don't-know.  */
3739           if (retval != NULL
3740               && t != retval)
3741             {
3742               retval = NULL_TREE;
3743               break;
3744             }
3745           retval = t;
3746         }
3747     }
3748
3749   /* Remove VAR from its own equivalence set.  */
3750   bitmap_clear_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3751
3752   if (retval)
3753     return retval;
3754
3755   /* We couldn't find a non-NULL value for the predicate.  */
3756   return NULL_TREE;
3757 }
3758
3759
3760 /* Given a comparison code COMP and names N1 and N2, compare all the
3761    ranges equivalent to N1 against all the ranges equivalent to N2
3762    to determine the value of N1 COMP N2.  Return the same value
3763    returned by compare_ranges.  */
3764
3765 static tree
3766 compare_names (enum tree_code comp, tree n1, tree n2)
3767 {
3768   tree t, retval;
3769   bitmap e1, e2;
3770   bitmap_iterator bi1, bi2;
3771   unsigned i1, i2;
3772
3773   /* Compare the ranges of every name equivalent to N1 against the
3774      ranges of every name equivalent to N2.  */
3775   e1 = get_value_range (n1)->equiv;
3776   e2 = get_value_range (n2)->equiv;
3777
3778   /* Add N1 and N2 to their own set of equivalences to avoid
3779      duplicating the body of the loop just to check N1 and N2
3780      ranges.  */
3781   bitmap_set_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3782   bitmap_set_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3783
3784   /* If the equivalence sets have a common intersection, then the two
3785      names can be compared without checking their ranges.  */
3786   if (bitmap_intersect_p (e1, e2))
3787     {
3788       bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3789       bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3790
3791       return (comp == EQ_EXPR || comp == GE_EXPR || comp == LE_EXPR)
3792              ? boolean_true_node
3793              : boolean_false_node;
3794     }
3795
3796   /* Otherwise, compare all the equivalent ranges.  First, add N1 and
3797      N2 to their own set of equivalences to avoid duplicating the body
3798      of the loop just to check N1 and N2 ranges.  */
3799   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e1, 0, i1, bi1)
3800     {
3801       value_range_t vr1 = *(vr_value[i1]);
3802
3803       /* If the range is VARYING or UNDEFINED, use the name itself.  */
3804       if (vr1.type == VR_VARYING || vr1.type == VR_UNDEFINED)
3805         {
3806           vr1.type = VR_RANGE;
3807           vr1.min = ssa_name (i1);
3808           vr1.max = ssa_name (i1);
3809         }
3810
3811       t = retval = NULL_TREE;
3812       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e2, 0, i2, bi2)
3813         {
3814           value_range_t vr2 = *(vr_value[i2]);
3815
3816           if (vr2.type == VR_VARYING || vr2.type == VR_UNDEFINED)
3817             {
3818               vr2.type = VR_RANGE;
3819               vr2.min = ssa_name (i2);
3820               vr2.max = ssa_name (i2);
3821             }
3822
3823           t = compare_ranges (comp, &vr1, &vr2);
3824           if (t)
3825             {
3826               /* If we get different answers from different members
3827                  of the equivalence set this check must be in a dead
3828                  code region.  Folding it to a trap representation
3829                  would be correct here.  For now just return don't-know.  */
3830               if (retval != NULL
3831                   && t != retval)
3832                 {
3833                   bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3834                   bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3835                   return NULL_TREE;
3836                 }
3837               retval = t;
3838             }
3839         }
3840
3841       if (retval)
3842         {
3843           bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3844           bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3845           return retval;
3846         }
3847     }
3848
3849   /* None of the equivalent ranges are useful in computing this
3850      comparison.  */
3851   bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3852   bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3853   return NULL_TREE;
3854 }
3855
3856
3857 /* Given a conditional predicate COND, try to determine if COND yields
3858    true or false based on the value ranges of its operands.  Return
3859    BOOLEAN_TRUE_NODE if the conditional always evaluates to true,
3860    BOOLEAN_FALSE_NODE if the conditional always evaluates to false, and,
3861    NULL if the conditional cannot be evaluated at compile time.
3862
3863    If USE_EQUIV_P is true, the ranges of all the names equivalent with
3864    the operands in COND are used when trying to compute its value.
3865    This is only used during final substitution.  During propagation,
3866    we only check the range of each variable and not its equivalents.  */
3867
3868 tree
3869 vrp_evaluate_conditional (tree cond, bool use_equiv_p)
3870 {
3871   gcc_assert (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
3872               || TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (cond)) == tcc_comparison);
3873
3874   if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
3875     {
3876       value_range_t *vr;
3877       tree retval;
3878
3879       if (use_equiv_p)
3880         retval = compare_name_with_value (NE_EXPR, cond, boolean_false_node);
3881       else
3882         {
3883           value_range_t *vr = get_value_range (cond);
3884           retval = compare_range_with_value (NE_EXPR, vr, boolean_false_node);
3885         }
3886
3887       /* If COND has a known boolean range, return it.  */
3888       if (retval)
3889         return retval;
3890
3891       /* Otherwise, if COND has a symbolic range of exactly one value,
3892          return it.  */
3893       vr = get_value_range (cond);
3894       if (vr->type == VR_RANGE && vr->min == vr->max)
3895         return vr->min;
3896     }
3897   else
3898     {
3899       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3900       tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3901
3902       /* We only deal with integral and pointer types.  */
3903       if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3904           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
3905         return NULL_TREE;
3906
3907       if (use_equiv_p)
3908         {
3909           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME && TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3910             return compare_names (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3911           else if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
3912             return compare_name_with_value (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3913           else if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3914             return compare_name_with_value (
3915                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), op1, op0);
3916         }
3917       else
3918         {
3919           value_range_t *vr0, *vr1;
3920
3921           vr0 = (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME) ? get_value_range (op0) : NULL;
3922           vr1 = (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME) ? get_value_range (op1) : NULL;
3923
3924           if (vr0 && vr1)
3925             return compare_ranges (TREE_CODE (cond), vr0, vr1);
3926           else if (vr0 && vr1 == NULL)
3927             return compare_range_with_value (TREE_CODE (cond), vr0, op1);
3928           else if (vr0 == NULL && vr1)
3929             return compare_range_with_value (
3930                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), vr1, op0);
3931         }
3932     }
3933
3934   /* Anything else cannot be computed statically.  */
3935   return NULL_TREE;
3936 }
3937
3938
3939 /* Visit conditional statement STMT.  If we can determine which edge
3940    will be taken out of STMT's basic block, record it in
3941    *TAKEN_EDGE_P and return SSA_PROP_INTERESTING.  Otherwise, return
3942    SSA_PROP_VARYING.  */
3943
3944 static enum ssa_prop_result
3945 vrp_visit_cond_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p)
3946 {
3947   tree cond, val;
3948
3949   *taken_edge_p = NULL;
3950
3951   /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPRs.  But first, the assert pass needs to
3952      add ASSERT_EXPRs for them.  */
3953   if (TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3954     return SSA_PROP_VARYING;
3955
3956   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3957
3958   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3959     {
3960       tree use;
3961       ssa_op_iter i;
3962
3963       fprintf (dump_file, "\nVisiting conditional with predicate: ");
3964       print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3965       fprintf (dump_file, "\nWith known ranges\n");
3966
3967       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
3968         {
3969           fprintf (dump_file, "\t");
3970           print_generic_expr (dump_file, use, 0);
3971           fprintf (dump_file, ": ");
3972           dump_value_range (dump_file, vr_value[SSA_NAME_VERSION (use)]);
3973         }
3974
3975       fprintf (dump_file, "\n");
3976     }
3977
3978   /* Compute the value of the predicate COND by checking the known
3979      ranges of each of its operands.
3980
3981      Note that we cannot evaluate all the equivalent ranges here
3982      because those ranges may not yet be final and with the current
3983      propagation strategy, we cannot determine when the value ranges
3984      of the names in the equivalence set have changed.
3985
3986      For instance, given the following code fragment
3987
3988         i_5 = PHI <8, i_13>
3989         ...
3990         i_14 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 != 0>
3991         if (i_14 == 1)
3992           ...
3993
3994      Assume that on the first visit to i_14, i_5 has the temporary
3995      range [8, 8] because the second argument to the PHI function is
3996      not yet executable.  We derive the range ~[0, 0] for i_14 and the
3997      equivalence set { i_5 }.  So, when we visit 'if (i_14 == 1)' for
3998      the first time, since i_14 is equivalent to the range [8, 8], we
3999      determine that the predicate is always false.
4000
4001      On the next round of propagation, i_13 is determined to be
4002      VARYING, which causes i_5 to drop down to VARYING.  So, another
4003      visit to i_14 is scheduled.  In this second visit, we compute the
4004      exact same range and equivalence set for i_14, namely ~[0, 0] and
4005      { i_5 }.  But we did not have the previous range for i_5
4006      registered, so vrp_visit_assignment thinks that the range for
4007      i_14 has not changed.  Therefore, the predicate 'if (i_14 == 1)'
4008      is not visited again, which stops propagation from visiting
4009      statements in the THEN clause of that if().
4010
4011      To properly fix this we would need to keep the previous range
4012      value for the names in the equivalence set.  This way we would've
4013      discovered that from one visit to the other i_5 changed from
4014      range [8, 8] to VR_VARYING.
4015
4016      However, fixing this apparent limitation may not be worth the
4017      additional checking.  Testing on several code bases (GCC, DLV,
4018      MICO, TRAMP3D and SPEC2000) showed that doing this results in
4019      4 more predicates folded in SPEC.  */
4020   val = vrp_evaluate_conditional (cond, false);
4021   if (val)
4022     *taken_edge_p = find_taken_edge (bb_for_stmt (stmt), val);
4023
4024   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
4025     {
4026       fprintf (dump_file, "\nPredicate evaluates to: ");
4027       if (val == NULL_TREE)
4028         fprintf (dump_file, "DON'T KNOW\n");
4029       else
4030         print_generic_stmt (dump_file, val, 0);
4031     }
4032
4033   return (*taken_edge_p) ? SSA_PROP_INTERESTING : SSA_PROP_VARYING;
4034 }
4035
4036
4037 /* Evaluate statement STMT.  If the statement produces a useful range,
4038    return SSA_PROP_INTERESTING and record the SSA name with the
4039    interesting range into *OUTPUT_P.
4040
4041    If STMT is a conditional branch and we can determine its truth
4042    value, the taken edge is recorded in *TAKEN_EDGE_P.
4043
4044    If STMT produces a varying value, return SSA_PROP_VARYING.  */
4045
4046 static enum ssa_prop_result
4047 vrp_visit_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p, tree *output_p)
4048 {
4049   tree def;
4050   ssa_op_iter iter;
4051   stmt_ann_t ann;
4052
4053   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
4054     {
4055       fprintf (dump_file, "\nVisiting statement:\n");
4056       print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
4057       fprintf (dump_file, "\n");
4058     }
4059
4060   ann = stmt_ann (stmt);
4061   if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
4062     {
4063       tree rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
4064
4065       /* In general, assignments with virtual operands are not useful
4066          for deriving ranges, with the obvious exception of calls to
4067          builtin functions.  */
4068       if ((TREE_CODE (rhs) == CALL_EXPR
4069            && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == ADDR_EXPR
4070            && DECL_P (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (rhs, 0), 0))
4071            && DECL_IS_BUILTIN (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (rhs, 0), 0)))
4072           || ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
4073         return vrp_visit_assignment (stmt, output_p);
4074     }
4075   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
4076     return vrp_visit_cond_stmt (stmt, taken_edge_p);
4077
4078   /* All other statements produce nothing of interest for VRP, so mark
4079      their outputs varying and prevent further simulation.  */
4080   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
4081     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
4082
4083   return SSA_PROP_VARYING;
4084 }
4085
4086
4087 /* Meet operation for value ranges.  Given two value ranges VR0 and
4088    VR1, store in VR0 a range that contains both VR0 and VR1.  This
4089    may not be the smallest possible such range.  */
4090
4091 static void
4092 vrp_meet (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
4093 {
4094   if (vr0->type == VR_UNDEFINED)
4095     {
4096       copy_value_range (vr0, vr1);
4097       return;
4098     }
4099
4100   if (vr1->type == VR_UNDEFINED)
4101     {
4102       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
4103       return;
4104     }
4105
4106   if (vr0->type == VR_VARYING)
4107     {
4108       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
4109       return;
4110     }
4111
4112   if (vr1->type == VR_VARYING)
4113     {
4114       set_value_range_to_varying (vr0);
4115       return;
4116     }
4117
4118   if (vr0->type == VR_RANGE && vr1->type == VR_RANGE)
4119     {
4120       int cmp;
4121       tree min, max;
4122
4123       /* Compute the convex hull of the ranges.  The lower limit of
4124          the new range is the minimum of the two ranges.  If they
4125          cannot be compared, then give up.  */
4126       cmp = compare_values (vr0->min, vr1->min);
4127       if (cmp == 0 || cmp == 1)
4128         min = vr1->min;
4129       else if (cmp == -1)
4130         min = vr0->min;
4131       else
4132         goto give_up;
4133
4134       /* Similarly, the upper limit of the new range is the maximum
4135          of the two ranges.  If they cannot be compared, then
4136          give up.  */
4137       cmp = compare_values (vr0->max, vr1->max);
4138       if (cmp == 0 || cmp == -1)
4139         max = vr1->max;
4140       else if (cmp == 1)
4141         max = vr0->max;
4142       else
4143         goto give_up;
4144
4145       /* The resulting set of equivalences is the intersection of
4146          the two sets.  */
4147       if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
4148         bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
4149       else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
4150         bitmap_clear (vr0->equiv);
4151
4152       set_value_range (vr0, vr0->type, min, max, vr0->equiv);
4153     }
4154   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
4155     {
4156       /* Two anti-ranges meet only if their complements intersect.
4157          Only handle the case of identical ranges.  */
4158       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
4159           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0
4160           && compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0)
4161         {
4162           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
4163              the two sets.  */
4164           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
4165             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
4166           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
4167             bitmap_clear (vr0->equiv);
4168         }
4169       else
4170         goto give_up;
4171     }
4172   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
4173     {
4174       /* For a numeric range [VAL1, VAL2] and an anti-range ~[VAL3, VAL4],
4175          only handle the case where the ranges have an empty intersection.
4176          The result of the meet operation is the anti-range.  */
4177       if (!symbolic_range_p (vr0)
4178           && !symbolic_range_p (vr1)
4179           && !value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
4180         {
4181           /* Copy most of VR1 into VR0.  Don't copy VR1's equivalence
4182              set.  We need to compute the intersection of the two
4183              equivalence sets.  */
4184           if (vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
4185             set_value_range (vr0, vr1->type, vr1->min, vr1->max, vr0->equiv);
4186
4187           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
4188              the two sets.  */
4189           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
4190             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
4191           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
4192             bitmap_clear (vr0->equiv);
4193         }
4194       else
4195         goto give_up;
4196     }
4197   else
4198     gcc_unreachable ();
4199
4200   return;
4201
4202 give_up:
4203   /* Failed to find an efficient meet.  Before giving up and setting
4204      the result to VARYING, see if we can at least derive a useful
4205      anti-range.  FIXME, all this nonsense about distinguishing
4206      anti-ranges from ranges is necessary because of the odd
4207      semantics of range_includes_zero_p and friends.  */
4208   if (!symbolic_range_p (vr0)
4209       && ((vr0->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr0))
4210           || (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr0)))
4211       && !symbolic_range_p (vr1)
4212       && ((vr1->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr1))
4213           || (vr1->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr1))))
4214     {
4215       set_value_range_to_nonnull (vr0, TREE_TYPE (vr0->min));
4216
4217       /* Since this meet operation did not result from the meeting of
4218          two equivalent names, VR0 cannot have any equivalences.  */
4219       if (vr0->equiv)
4220         bitmap_clear (vr0->equiv);
4221     }
4222   else
4223     set_value_range_to_varying (vr0);
4224 }
4225
4226
4227 /* Visit all arguments for PHI node PHI that flow through executable
4228    edges.  If a valid value range can be derived from all the incoming
4229    value ranges, set a new range for the LHS of PHI.  */
4230
4231 static enum ssa_prop_result
4232 vrp_visit_phi_node (tree phi)
4233 {
4234   int i;
4235   tree lhs = PHI_RESULT (phi);
4236   value_range_t *lhs_vr = get_value_range (lhs);
4237   value_range_t vr_result = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
4238   bool all_const = true;
4239
4240   copy_value_range (&vr_result, lhs_vr);
4241
4242   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
4243     {
4244       fprintf (dump_file, "\nVisiting PHI node: ");
4245       print_generic_expr (dump_file, phi, dump_flags);
4246     }
4247
4248   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
4249     {
4250       edge e = PHI_ARG_EDGE (phi, i);
4251
4252       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
4253         {
4254           fprintf (dump_file,
4255               "\n    Argument #%d (%d -> %d %sexecutable)\n",
4256               i, e->src->index, e->dest->index,
4257               (e->flags & EDGE_EXECUTABLE) ? "" : "not ");
4258         }
4259
4260       if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
4261         {
4262           tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
4263           value_range_t vr_arg;
4264
4265           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
4266             {
4267               vr_arg = *(get_value_range (arg));
4268               all_const = false;
4269             }
4270           else
4271             {
4272               vr_arg.type = VR_RANGE;
4273               vr_arg.min = arg;
4274               vr_arg.max = arg;
4275               vr_arg.equiv = NULL;
4276             }
4277
4278           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
4279             {
4280               fprintf (dump_file, "\t");
4281               print_generic_expr (dump_file, arg, dump_flags);
4282               fprintf (dump_file, "\n\tValue: ");
4283               dump_value_range (dump_file, &vr_arg);
4284               fprintf (dump_file, "\n");
4285             }
4286
4287           vrp_meet (&vr_result, &vr_arg);
4288
4289           if (vr_result.type == VR_VARYING)
4290             break;
4291         }
4292     }
4293
4294   if (vr_result.type == VR_VARYING)
4295     goto varying;
4296
4297   /* To prevent infinite iterations in the algorithm, derive ranges
4298      when the new value is slightly bigger or smaller than the
4299      previous one.  */
4300   if (lhs_vr->type == VR_RANGE && vr_result.type == VR_RANGE
4301       && !all_const)
4302     {
4303       if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
4304         {
4305           int cmp_min = compare_values (lhs_vr->min, vr_result.min);
4306           int cmp_max = compare_values (lhs_vr->max, vr_result.max);
4307
4308           /* If the new minimum is smaller or larger than the previous
4309              one, go all the way to -INF.  In the first case, to avoid
4310              iterating millions of times to reach -INF, and in the
4311              other case to avoid infinite bouncing between different
4312              minimums.  */
4313           if (cmp_min > 0 || cmp_min < 0)
4314             vr_result.min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min));
4315
4316           /* Similarly, if the new maximum is smaller or larger than
4317              the previous one, go all the way to +INF.  */
4318           if (cmp_max < 0 || cmp_max > 0)
4319             vr_result.max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max));
4320
4321           /* If we ended up with a (-INF, +INF) range, set it to
4322              VARYING.  */
4323           if (vr_result.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min))
4324               && vr_result.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max)))
4325             goto varying;
4326         }
4327     }
4328
4329   /* If the new range is different than the previous value, keep
4330      iterating.  */
4331   if (update_value_range (lhs, &vr_result))
4332     return SSA_PROP_INTERESTING;
4333
4334   /* Nothing changed, don't add outgoing edges.  */
4335   return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
4336
4337   /* No match found.  Set the LHS to VARYING.  */
4338 varying:
4339   set_value_range_to_varying (lhs_vr);
4340   return SSA_PROP_VARYING;
4341 }
4342
4343 /* Simplify a division or modulo operator to a right shift or
4344    bitwise and if the first operand is unsigned or is greater
4345    than zero and the second operand is an exact power of two.  */
4346
4347 static void
4348 simplify_div_or_mod_using_ranges (tree stmt, tree rhs, enum tree_code rhs_code)
4349 {
4350   tree val = NULL;
4351   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
4352   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
4353
4354   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op)))
4355     {
4356       val = integer_one_node;
4357     }
4358   else
4359     {
4360       val = compare_range_with_value (GT_EXPR, vr, integer_zero_node);
4361     }
4362
4363   if (val && integer_onep (val))
4364     {
4365       tree t;
4366       tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
4367       tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
4368
4369       if (rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR)
4370         {
4371           t = build_int_cst (NULL_TREE, tree_log2 (op1));
4372           t = build2 (RSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
4373         }
4374       else
4375         {
4376           t = build_int_cst (TREE_TYPE (op1), 1);
4377           t = int_const_binop (MINUS_EXPR, op1, t, 0);
4378           t = fold_convert (TREE_TYPE (op0), t);
4379           t = build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
4380         }
4381
4382       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = t;
4383       update_stmt (stmt);
4384     }
4385 }
4386
4387 /* If the operand to an ABS_EXPR is >= 0, then eliminate the
4388    ABS_EXPR.  If the operand is <= 0, then simplify the
4389    ABS_EXPR into a NEGATE_EXPR.  */
4390
4391 static void
4392 simplify_abs_using_ranges (tree stmt, tree rhs)
4393 {
4394   tree val = NULL;
4395   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
4396   tree type = TREE_TYPE (op);
4397   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
4398
4399   if (TYPE_UNSIGNED (type))
4400     {
4401       val = integer_zero_node;
4402     }
4403   else if (vr)
4404     {
4405       val = compare_range_with_value (LE_EXPR, vr, integer_zero_node);
4406       if (!val)
4407         {
4408           val = compare_range_with_value (GE_EXPR, vr, integer_zero_node);
4409
4410           if (val)
4411             {
4412               if (integer_zerop (val))
4413                 val = integer_one_node;
4414               else if (integer_onep (val))
4415                 val = integer_zero_node;
4416             }
4417         }
4418
4419       if (val
4420           && (integer_onep (val) || integer_zerop (val)))
4421         {
4422           tree t;
4423
4424           if (integer_onep (val))
4425             t = build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (op), op);
4426           else
4427             t = op;
4428
4429           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = t;
4430           update_stmt (stmt);
4431         }
4432     }
4433 }
4434
4435 /* We are comparing trees OP0 and OP1 using COND_CODE.  OP0 has
4436    a known value range VR.
4437
4438    If there is one and only one value which will satisfy the
4439    conditional, then return that value.  Else return NULL.  */
4440
4441 static tree
4442 test_for_singularity (enum tree_code cond_code, tree op0,
4443                       tree op1, value_range_t *vr)
4444 {
4445   tree min = NULL;
4446   tree max = NULL;
4447
4448   /* Extract minimum/maximum values which satisfy the
4449      the conditional as it was written.  */
4450   if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
4451     {
4452       min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (op0));
4453
4454       max = op1;
4455       if (cond_code == LT_EXPR)
4456         {
4457           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
4458           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
4459         }
4460     }
4461   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
4462     {
4463       max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (op0));
4464
4465       min = op1;
4466       if (cond_code == GT_EXPR)
4467         {
4468           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
4469           min = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), min, one);
4470         }
4471     }
4472
4473   /* Now refine the minimum and maximum values using any
4474      value range information we have for op0.  */
4475   if (min && max)
4476     {
4477       if (compare_values (vr->min, min) == -1)
4478         min = min;
4479       else
4480         min = vr->min;
4481       if (compare_values (vr->max, max) == 1)
4482         max = max;
4483       else
4484         max = vr->max;
4485
4486       /* If the new min/max values have converged to a single value,
4487          then there is only one value which can satisfy the condition,
4488          return that value.  */
4489       if (operand_equal_p (min, max, 0) && is_gimple_min_invariant (min))
4490         return min;
4491     }
4492   return NULL;
4493 }
4494
4495 /* Simplify a conditional using a relational operator to an equality
4496    test if the range information indicates only one value can satisfy
4497    the original conditional.  */
4498
4499 static void
4500 simplify_cond_using_ranges (tree stmt)
4501 {
4502   tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
4503   tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
4504   tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
4505   enum tree_code cond_code = TREE_CODE (cond);
4506
4507   if (cond_code != NE_EXPR
4508       && cond_code != EQ_EXPR
4509       && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
4510       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
4511       && is_gimple_min_invariant (op1))
4512     {
4513       value_range_t *vr = get_value_range (op0);
4514
4515       /* If we have range information for OP0, then we might be
4516          able to simplify this conditional. */
4517       if (vr->type == VR_RANGE)
4518         {
4519           tree new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4520
4521           if (new)
4522             {
4523               if (dump_file)
4524                 {
4525                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4526                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4527                   fprintf (dump_file, " into ");
4528                 }
4529
4530               COND_EXPR_COND (stmt)
4531                 = build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4532               update_stmt (stmt);
4533
4534               if (dump_file)
4535                 {
4536                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4537                   fprintf (dump_file, "\n");
4538                 }
4539               return;
4540
4541             }
4542
4543           /* Try again after inverting the condition.  We only deal
4544              with integral types here, so no need to worry about
4545              issues with inverting FP comparisons.  */
4546           cond_code = invert_tree_comparison (cond_code, false);
4547           new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4548
4549           if (new)
4550             {
4551               if (dump_file)
4552                 {
4553                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4554                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4555                   fprintf (dump_file, " into ");
4556                 }
4557
4558               COND_EXPR_COND (stmt)
4559                 = build2 (NE_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4560               update_stmt (stmt);
4561
4562               if (dump_file)
4563                 {
4564                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4565                   fprintf (dump_file, "\n");
4566                 }
4567               return;
4568
4569             }
4570         }
4571     }
4572 }
4573
4574 /* Simplify STMT using ranges if possible.  */
4575
4576 void
4577 simplify_stmt_using_ranges (tree stmt)
4578 {
4579   if (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
4580     {
4581       tree rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1);
4582       enum tree_code rhs_code = TREE_CODE (rhs);
4583
4584       /* Transform TRUNC_DIV_EXPR and TRUNC_MOD_EXPR into RSHIFT_EXPR
4585          and BIT_AND_EXPR respectively if the first operand is greater
4586          than zero and the second operand is an exact power of two.  */
4587       if ((rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR || rhs_code == TRUNC_MOD_EXPR)
4588           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0)))
4589           && integer_pow2p (TREE_OPERAND (rhs, 1)))
4590         simplify_div_or_mod_using_ranges (stmt, rhs, rhs_code);
4591
4592       /* Transform ABS (X) into X or -X as appropriate.  */
4593       if (rhs_code == ABS_EXPR
4594           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == SSA_NAME
4595           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0))))
4596         simplify_abs_using_ranges (stmt, rhs);
4597     }
4598   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR
4599            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (stmt)))
4600     {
4601       simplify_cond_using_ranges (stmt);
4602     }
4603 }
4604
4605 /* Stack of dest,src equivalency pairs that need to be restored after
4606    each attempt to thread a block's incoming edge to an outgoing edge.
4607
4608    A NULL entry is used to mark the end of pairs which need to be
4609    restored.  */
4610 static VEC(tree,heap) *stack;
4611
4612 /* A trivial wrapper so that we can present the generic jump
4613    threading code with a simple API for simplifying statements.  */
4614 static tree
4615 simplify_stmt_for_jump_threading (tree stmt)
4616 {
4617   /* We only use VRP information to simplify conditionals.  This is
4618      overly conservative, but it's unclear if doing more would be
4619      worth the compile time cost.  */
4620   if (TREE_CODE (stmt) != COND_EXPR)
4621     return NULL;
4622
4623   return vrp_evaluate_conditional (COND_EXPR_COND (stmt), true);
4624 }
4625
4626 /* Blocks which have more than one predecessor and more than
4627    one successor present jump threading opportunities.  ie,
4628    when the block is reached from a specific predecessor, we
4629    may be able to determine which of the outgoing edges will
4630    be traversed.  When this optimization applies, we are able
4631    to avoid conditionals at runtime and we may expose secondary
4632    optimization opportunities.
4633
4634    This routine is effectively a driver for the generic jump
4635    threading code.  It basically just presents the generic code
4636    with edges that may be suitable for jump threading.
4637
4638    Unlike DOM, we do not iterate VRP if jump threading was successful.
4639    While iterating may expose new opportunities for VRP, it is expected
4640    those opportunities would be very limited and the compile time cost
4641    to expose those opportunities would be significant.
4642
4643    As jump threading opportunities are discovered, they are registered
4644    for later realization.  */
4645
4646 static void
4647 identify_jump_threads (void)
4648 {
4649   basic_block bb;
4650   tree dummy;
4651
4652   /* Ugh.  When substituting values earlier in this pass we can
4653      wipe the dominance information.  So rebuild the dominator
4654      information as we need it within the jump threading code.  */
4655   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4656
4657   /* We do not allow VRP information to be used for jump threading
4658      across a back edge in the CFG.  Otherwise it becomes too
4659      difficult to avoid eliminating loop exit tests.  Of course
4660      EDGE_DFS_BACK is not accurate at this time so we have to
4661      recompute it.  */
4662   mark_dfs_back_edges ();
4663
4664   /* Allocate our unwinder stack to unwind any temporary equivalences
4665      that might be recorded.  */
4666   stack = VEC_alloc (tree, heap, 20);
4667
4668   /* To avoid lots of silly node creation, we create a single
4669      conditional and just modify it in-place when attempting to
4670      thread jumps.  */
4671   dummy = build2 (EQ_EXPR, boolean_type_node, NULL, NULL);
4672   dummy = build3 (COND_EXPR, void_type_node, dummy, NULL, NULL);
4673
4674   /* Walk through all the blocks finding those which present a
4675      potential jump threading opportunity.  We could set this up
4676      as a dominator walker and record data during the walk, but
4677      I doubt it's worth the effort for the classes of jump
4678      threading opportunities we are trying to identify at this
4679      point in compilation.  */
4680   FOR_EACH_BB (bb)
4681     {
4682       tree last, cond;
4683
4684       /* If the generic jump threading code does not find this block
4685          interesting, then there is nothing to do.  */
4686       if (! potentially_threadable_block (bb))
4687         continue;
4688
4689       /* We only care about blocks ending in a COND_EXPR.  While there
4690          may be some value in handling SWITCH_EXPR here, I doubt it's
4691          terribly important.  */
4692       last = bsi_stmt (bsi_last (bb));
4693       if (TREE_CODE (last) != COND_EXPR)
4694         continue;
4695
4696       /* We're basically looking for any kind of conditional with
4697          integral type arguments.  */
4698       cond = COND_EXPR_COND (last);
4699       if ((TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
4700            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (cond)))
4701           || (COMPARISON_CLASS_P (cond)
4702               && TREE_CODE (TREE_OPERAND (cond, 0)) == SSA_NAME
4703               && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (cond, 0)))
4704               && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (cond, 1)) == SSA_NAME
4705                   || is_gimple_min_invariant (TREE_OPERAND (cond, 1)))
4706               && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (cond, 1)))))
4707         {
4708           edge_iterator ei;
4709           edge e;
4710
4711           /* We've got a block with multiple predecessors and multiple
4712              successors which also ends in a suitable conditional.  For
4713              each predecessor, see if we can thread it to a specific
4714              successor.  */
4715           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
4716             {
4717               /* Do not thread across back edges or abnormal edges
4718                  in the CFG.  */
4719               if (e->flags & (EDGE_DFS_BACK | EDGE_COMPLEX))
4720                 continue;
4721
4722               thread_across_edge (dummy, e, true,
4723                                   &stack,
4724                                   simplify_stmt_for_jump_threading);
4725             }
4726         }
4727     }
4728
4729   /* We do not actually update the CFG or SSA graphs at this point as
4730      ASSERT_EXPRs are still in the IL and cfg cleanup code does not yet
4731      handle ASSERT_EXPRs gracefully.  */
4732 }
4733
4734 /* We identified all the jump threading opportunities earlier, but could
4735    not transform the CFG at that time.  This routine transforms the
4736    CFG and arranges for the dominator tree to be rebuilt if necessary.
4737
4738    Note the SSA graph update will occur during the normal TODO
4739    processing by the pass manager.  */
4740 static void
4741 finalize_jump_threads (void)
4742 {
4743   bool cfg_altered = false;
4744   cfg_altered = thread_through_all_blocks ();
4745
4746   /* If we threaded jumps, then we need to recompute the dominance
4747      information, to safely do that we must clean up the CFG first.  */
4748   if (cfg_altered)
4749     {
4750       free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4751       cleanup_tree_cfg ();
4752       calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4753     }
4754   VEC_free (tree, heap, stack);
4755 }
4756
4757
4758 /* Traverse all the blocks folding conditionals with known ranges.  */
4759
4760 static void
4761 vrp_finalize (void)
4762 {
4763   size_t i;
4764   prop_value_t *single_val_range;
4765   bool do_value_subst_p;
4766
4767   if (dump_file)
4768     {
4769       fprintf (dump_file, "\nValue ranges after VRP:\n\n");
4770       dump_all_value_ranges (dump_file);
4771       fprintf (dump_file, "\n");
4772     }
4773
4774   /* We may have ended with ranges that have exactly one value.  Those
4775      values can be substituted as any other copy/const propagated
4776      value using substitute_and_fold.  */
4777   single_val_range = XCNEWVEC (prop_value_t, num_ssa_names);
4778
4779   do_value_subst_p = false;
4780   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4781     if (vr_value[i]
4782         && vr_value[i]->type == VR_RANGE
4783         && vr_value[i]->min == vr_value[i]->max)
4784       {
4785         single_val_range[i].value = vr_value[i]->min;
4786         do_value_subst_p = true;
4787       }
4788
4789   if (!do_value_subst_p)
4790     {
4791       /* We found no single-valued ranges, don't waste time trying to
4792          do single value substitution in substitute_and_fold.  */
4793       free (single_val_range);
4794       single_val_range = NULL;
4795     }
4796
4797   substitute_and_fold (single_val_range, true);
4798
4799   /* We must identify jump threading opportunities before we release
4800      the datastructures built by VRP.  */
4801   identify_jump_threads ();
4802
4803   /* Free allocated memory.  */
4804   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4805     if (vr_value[i])
4806       {
4807         BITMAP_FREE (vr_value[i]->equiv);
4808         free (vr_value[i]);
4809       }
4810
4811   free (single_val_range);
4812   free (vr_value);
4813
4814   /* So that we can distinguish between VRP data being available
4815      and not available.  */
4816   vr_value = NULL;
4817 }
4818
4819
4820 /* Main entry point to VRP (Value Range Propagation).  This pass is
4821    loosely based on J. R. C. Patterson, ``Accurate Static Branch
4822    Prediction by Value Range Propagation,'' in SIGPLAN Conference on
4823    Programming Language Design and Implementation, pp. 67-78, 1995.
4824    Also available at http://citeseer.ist.psu.edu/patterson95accurate.html
4825
4826    This is essentially an SSA-CCP pass modified to deal with ranges
4827    instead of constants.
4828
4829    While propagating ranges, we may find that two or more SSA name
4830    have equivalent, though distinct ranges.  For instance,
4831
4832      1  x_9 = p_3->a;
4833      2  p_4 = ASSERT_EXPR <p_3, p_3 != 0>
4834      3  if (p_4 == q_2)
4835      4    p_5 = ASSERT_EXPR <p_4, p_4 == q_2>;
4836      5  endif
4837      6  if (q_2)
4838
4839    In the code above, pointer p_5 has range [q_2, q_2], but from the
4840    code we can also determine that p_5 cannot be NULL and, if q_2 had
4841    a non-varying range, p_5's range should also be compatible with it.
4842
4843    These equivalences are created by two expressions: ASSERT_EXPR and
4844    copy operations.  Since p_5 is an assertion on p_4, and p_4 was the
4845    result of another assertion, then we can use the fact that p_5 and
4846    p_4 are equivalent when evaluating p_5's range.
4847
4848    Together with value ranges, we also propagate these equivalences
4849    between names so that we can take advantage of information from
4850    multiple ranges when doing final replacement.  Note that this
4851    equivalency relation is transitive but not symmetric.
4852
4853    In the example above, p_5 is equivalent to p_4, q_2 and p_3, but we
4854    cannot assert that q_2 is equivalent to p_5 because q_2 may be used
4855    in contexts where that assertion does not hold (e.g., in line 6).
4856
4857    TODO, the main difference between this pass and Patterson's is that
4858    we do not propagate edge probabilities.  We only compute whether
4859    edges can be taken or not.  That is, instead of having a spectrum
4860    of jump probabilities between 0 and 1, we only deal with 0, 1 and
4861    DON'T KNOW.  In the future, it may be worthwhile to propagate
4862    probabilities to aid branch prediction.  */
4863
4864 static unsigned int
4865 execute_vrp (void)
4866 {
4867   insert_range_assertions ();
4868
4869   loop_optimizer_init (LOOPS_NORMAL);
4870   if (current_loops)
4871     scev_initialize ();
4872
4873   vrp_initialize ();
4874   ssa_propagate (vrp_visit_stmt, vrp_visit_phi_node);
4875   vrp_finalize ();
4876
4877   if (current_loops)
4878     {
4879       scev_finalize ();
4880       loop_optimizer_finalize ();
4881     }
4882
4883   /* ASSERT_EXPRs must be removed before finalizing jump threads
4884      as finalizing jump threads calls the CFG cleanup code which
4885      does not properly handle ASSERT_EXPRs.  */
4886   remove_range_assertions ();
4887
4888   /* If we exposed any new variables, go ahead and put them into
4889      SSA form now, before we handle jump threading.  This simplifies
4890      interactions between rewriting of _DECL nodes into SSA form
4891      and rewriting SSA_NAME nodes into SSA form after block
4892      duplication and CFG manipulation.  */
4893   update_ssa (TODO_update_ssa);
4894
4895   finalize_jump_threads ();
4896   return 0;
4897 }
4898
4899 static bool
4900 gate_vrp (void)
4901 {
4902   return flag_tree_vrp != 0;
4903 }
4904
4905 struct tree_opt_pass pass_vrp =
4906 {
4907   "vrp",                                /* name */
4908   gate_vrp,                             /* gate */
4909   execute_vrp,                          /* execute */
4910   NULL,                                 /* sub */
4911   NULL,                                 /* next */
4912   0,                                    /* static_pass_number */
4913   TV_TREE_VRP,                          /* tv_id */
4914   PROP_ssa | PROP_alias,                /* properties_required */
4915   0,                                    /* properties_provided */
4916   0,                                    /* properties_destroyed */
4917   0,                                    /* todo_flags_start */
4918   TODO_cleanup_cfg
4919     | TODO_ggc_collect
4920     | TODO_verify_ssa
4921     | TODO_dump_func
4922     | TODO_update_ssa
4923     | TODO_update_smt_usage,                    /* todo_flags_finish */
4924   0                                     /* letter */
4925 };