OSDN Git Service

2009-10-02 Neil Vachharajani <nvachhar@google.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-scalar-evolution.c
index 51bbd4b..02a4eed 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* Scalar evolution detector.
-   Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 Free Software
-   Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009
+   Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Sebastian Pop <s.pop@laposte.net>
 
 This file is part of GCC.
@@ -282,8 +282,7 @@ static tree analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *, tree, tree);
    basic block INSTANTIATED_BELOW, the value of VAR can be expressed
    as CHREC.  */
 
-struct scev_info_str GTY(())
-{
+struct GTY(()) scev_info_str {
   basic_block instantiated_below;
   tree var;
   tree chrec;
@@ -467,7 +466,7 @@ loop_phi_node_p (gimple phi)
    EVOLUTION_FN = {i_0, +, 2}_1.
 */
  
-static tree 
+tree
 compute_overall_effect_of_inner_loop (struct loop *loop, tree evolution_fn)
 {
   bool val = false;
@@ -493,7 +492,10 @@ compute_overall_effect_of_inner_loop (struct loop *loop, tree evolution_fn)
              /* evolution_fn is the evolution function in LOOP.  Get
                 its value in the nb_iter-th iteration.  */
              res = chrec_apply (inner_loop->num, evolution_fn, nb_iter);
-             
+
+             if (chrec_contains_symbols_defined_in_loop (res, loop->num))
+               res = instantiate_parameters (loop, res);
+
              /* Continue the computation until ending on a parent of LOOP.  */
              return compute_overall_effect_of_inner_loop (loop, res);
            }
@@ -1142,11 +1144,10 @@ static t_bool
 follow_ssa_edge_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr, 
                      gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
 {
-  t_bool res = t_false;
-  tree rhs0, rhs1;
-  tree type = TREE_TYPE (expr);
-  enum tree_code code;
-  
+  enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
+  tree type = TREE_TYPE (expr), rhs0, rhs1;
+  t_bool res;
+
   /* The EXPR is one of the following cases:
      - an SSA_NAME, 
      - an INTEGER_CST,
@@ -1155,10 +1156,10 @@ follow_ssa_edge_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr,
      - a MINUS_EXPR,
      - an ASSERT_EXPR,
      - other cases are not yet handled.  */
-  code = TREE_CODE (expr);
+
   switch (code)
     {
-    case NOP_EXPR:
+    CASE_CONVERT:
       /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
       res = follow_ssa_edge_expr (loop, at_stmt, TREE_OPERAND (expr, 0),
                                  halting_phi, evolution_of_loop, limit);
@@ -1169,43 +1170,42 @@ follow_ssa_edge_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt, tree expr,
       /* This assignment is under the form "a_1 = 7".  */
       res = t_false;
       break;
-      
+
     case SSA_NAME:
       /* This assignment is under the form: "a_1 = b_2".  */
       res = follow_ssa_edge 
        (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (expr), halting_phi, evolution_of_loop, limit);
       break;
-      
+
     case POINTER_PLUS_EXPR:
     case PLUS_EXPR:
     case MINUS_EXPR:
       /* This case is under the form "rhs0 +- rhs1".  */
       rhs0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
       rhs1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
-      STRIP_TYPE_NOPS (rhs0);
-      STRIP_TYPE_NOPS (rhs1);
-      return follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type, rhs0, code, rhs1,
-                                    halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+      type = TREE_TYPE (rhs0);
+      STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs0);
+      STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (rhs1);
+      res = follow_ssa_edge_binary (loop, at_stmt, type, rhs0, code, rhs1,
+                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+      break;
 
     case ASSERT_EXPR:
-      {
-       /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
-          It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
-       tree op0 = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
-       if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
-         res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (op0),
-                                halting_phi, evolution_of_loop, limit);
-       else
-         res = t_false;
-       break;
-      }
-
+      /* This assignment is of the form: "a_1 = ASSERT_EXPR <a_2, ...>"
+        It must be handled as a copy assignment of the form a_1 = a_2.  */
+      rhs0 = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
+      if (TREE_CODE (rhs0) == SSA_NAME)
+       res = follow_ssa_edge (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (rhs0),
+                              halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+      else
+       res = t_false;
+      break;
 
     default:
       res = t_false;
       break;
     }
-  
+
   return res;
 }
 
@@ -1216,22 +1216,39 @@ static t_bool
 follow_ssa_edge_in_rhs (struct loop *loop, gimple stmt,
                        gimple halting_phi, tree *evolution_of_loop, int limit)
 {
-  tree type = TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt));
   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
+  tree type = gimple_expr_type (stmt), rhs1, rhs2;
+  t_bool res;
 
-  switch (get_gimple_rhs_class (code))
+  switch (code)
     {
-    case GIMPLE_BINARY_RHS:
-      return follow_ssa_edge_binary (loop, stmt, type,
-                                    gimple_assign_rhs1 (stmt), code,
-                                    gimple_assign_rhs2 (stmt),
-                                    halting_phi, evolution_of_loop, limit);
-    case GIMPLE_SINGLE_RHS:
-      return follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
-                                  halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+    CASE_CONVERT:
+      /* This assignment is under the form "a_1 = (cast) rhs.  */
+      res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
+                                 halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+      *evolution_of_loop = chrec_convert (type, *evolution_of_loop, stmt);
+      break;
+
+    case POINTER_PLUS_EXPR:
+    case PLUS_EXPR:
+    case MINUS_EXPR:
+      rhs1 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
+      rhs2 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
+      type = TREE_TYPE (rhs1);
+      res = follow_ssa_edge_binary (loop, stmt, type, rhs1, code, rhs2,
+                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+      break;
+
     default:
-      return t_false;
+      if (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS)
+       res = follow_ssa_edge_expr (loop, stmt, gimple_assign_rhs1 (stmt),
+                                   halting_phi, evolution_of_loop, limit);
+      else
+       res = t_false;
+      break;
     }
+
+  return res;
 }
 
 /* Checks whether the I-th argument of a PHI comes from a backedge.  */
@@ -1308,11 +1325,7 @@ follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
 
   *evolution_of_loop = evolution_of_branch;
 
-  /* If the phi node is just a copy, do not increase the limit.  */
   n = gimple_phi_num_args (condition_phi);
-  if (n > 1)
-    limit++;
-
   for (i = 1; i < n; i++)
     {
       /* Quickly give up when the evolution of one of the branches is
@@ -1320,10 +1333,12 @@ follow_ssa_edge_in_condition_phi (struct loop *loop,
       if (*evolution_of_loop == chrec_dont_know)
        return t_true;
 
+      /* Increase the limit by the PHI argument number to avoid exponential
+        time and memory complexity.  */
       res = follow_ssa_edge_in_condition_phi_branch (i, loop, condition_phi,
                                                     halting_phi,
                                                     &evolution_of_branch,
-                                                    init, limit);
+                                                    init, limit + i);
       if (res == t_false || res == t_dont_know)
        return res;
 
@@ -1565,6 +1580,20 @@ analyze_initial_condition (gimple loop_phi_node)
   if (init_cond == chrec_not_analyzed_yet)
     init_cond = chrec_dont_know;
 
+  /* During early loop unrolling we do not have fully constant propagated IL.
+     Handle degenerate PHIs here to not miss important unrollings.  */
+  if (TREE_CODE (init_cond) == SSA_NAME)
+    {
+      gimple def = SSA_NAME_DEF_STMT (init_cond);
+      tree res;
+      if (gimple_code (def) == GIMPLE_PHI
+         && (res = degenerate_phi_result (def)) != NULL_TREE
+         /* Only allow invariants here, otherwise we may break
+            loop-closed SSA form.  */
+         && is_gimple_min_invariant (res))
+       init_cond = res;
+    }
+
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
     {
       fprintf (dump_file, "  (init_cond = ");
@@ -1700,6 +1729,15 @@ interpret_rhs_expr (struct loop *loop, gimple at_stmt,
                                 fold_convert (type, integer_minus_one_node));
       break;
 
+    case BIT_NOT_EXPR:
+      /* Handle ~X as -1 - X.  */
+      chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
+      chrec1 = chrec_convert (type, chrec1, at_stmt);
+      res = chrec_fold_minus (type,
+                             fold_convert (type, integer_minus_one_node),
+                             chrec1);
+      break;
+
     case MULT_EXPR:
       chrec1 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs1);
       chrec2 = analyze_scalar_evolution (loop, rhs2);
@@ -1855,18 +1893,16 @@ analyze_scalar_evolution_1 (struct loop *loop, tree var, tree res)
   return res;
 }
 
-/* Entry point for the scalar evolution analyzer.
-   Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR.
-   LOOP_NB is the identifier number of the loop in which the variable
-   is used.
+/* Analyzes and returns the scalar evolution of the ssa_name VAR in
+   LOOP.  LOOP is the loop in which the variable is used.
    
    Example of use: having a pointer VAR to a SSA_NAME node, STMT a
    pointer to the statement that uses this variable, in order to
    determine the evolution function of the variable, use the following
    calls:
    
-   unsigned loop_nb = loop_containing_stmt (stmt)->num;
-   tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop_nb, var);
+   loop_p loop = loop_containing_stmt (stmt);
+   tree chrec_with_symbols = analyze_scalar_evolution (loop, var);
    tree chrec_instantiated = instantiate_parameters (loop, chrec_with_symbols);
 */
 
@@ -1894,12 +1930,54 @@ analyze_scalar_evolution (struct loop *loop, tree var)
 }
 
 /* Analyze scalar evolution of use of VERSION in USE_LOOP with respect to
-   WRTO_LOOP (which should be a superloop of both USE_LOOP and definition
-   of VERSION).
+   WRTO_LOOP (which should be a superloop of USE_LOOP)
 
    FOLDED_CASTS is set to true if resolve_mixers used
    chrec_convert_aggressive (TODO -- not really, we are way too conservative
-   at the moment in order to keep things simple).  */
+   at the moment in order to keep things simple). 
+   
+   To illustrate the meaning of USE_LOOP and WRTO_LOOP, consider the following
+   example:
+
+   for (i = 0; i < 100; i++)                   -- loop 1
+     {
+       for (j = 0; j < 100; j++)               -- loop 2
+         {
+          k1 = i;
+          k2 = j;
+
+          use2 (k1, k2);
+
+          for (t = 0; t < 100; t++)            -- loop 3
+            use3 (k1, k2);
+
+        }
+       use1 (k1, k2);
+     }
+
+   Both k1 and k2 are invariants in loop3, thus
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k1) = k1
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop3, loop3, k2) = k2
+
+   As they are invariant, it does not matter whether we consider their
+   usage in loop 3 or loop 2, hence
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k1) =
+       analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k1) = i
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop3, k2) =
+       analyze_scalar_evolution_in_loop (loop2, loop2, k2) = [0,+,1]_2
+
+   Similarly for their evolutions with respect to loop 1.  The values of K2
+   in the use in loop 2 vary independently on loop 1, thus we cannot express
+   the evolution with respect to loop 1:
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k1) =
+       analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k1) = [0,+,1]_1
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop3, k2) =
+       analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop2, k2) = dont_know
+
+   The value of k2 in the use in loop 1 is known, though:
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k1) = [0,+,1]_1
+     analyze_scalar_evolution_in_loop (loop1, loop1, k2) = 100
+   */
 
 static tree
 analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
@@ -1908,6 +1986,25 @@ analyze_scalar_evolution_in_loop (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop,
   bool val = false;
   tree ev = version, tmp;
 
+  /* We cannot just do 
+
+     tmp = analyze_scalar_evolution (use_loop, version);
+     ev = resolve_mixers (wrto_loop, tmp);
+
+     as resolve_mixers would query the scalar evolution with respect to
+     wrto_loop.  For example, in the situation described in the function
+     comment, suppose that wrto_loop = loop1, use_loop = loop3 and
+     version = k2.  Then
+
+     analyze_scalar_evolution (use_loop, version) = k2
+
+     and resolve_mixers (loop1, k2) finds that the value of k2 in loop 1
+     is 100, which is a wrong result, since we are interested in the
+     value in loop 3.
+
+     Instead, we need to proceed from use_loop to wrto_loop loop by loop,
+     each time checking that there is no evolution in the inner loop.  */
+
   if (folded_casts)
     *folded_casts = false;
   while (1)
@@ -2078,7 +2175,9 @@ instantiate_scev_1 (basic_block instantiate_below,
          else
            res = chrec;
 
-         if (res == NULL_TREE)
+         if (res == NULL_TREE
+             || !dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, instantiate_below,
+                                 gimple_bb (SSA_NAME_DEF_STMT (res))))
            res = chrec_dont_know;
        }
 
@@ -2203,6 +2302,24 @@ instantiate_scev_1 (basic_block instantiate_below,
 
       return chrec_convert (TREE_TYPE (chrec), op0, NULL);
 
+    case BIT_NOT_EXPR:
+      /* Handle ~X as -1 - X.  */
+      op0 = instantiate_scev_1 (instantiate_below, evolution_loop,
+                               TREE_OPERAND (chrec, 0),
+                               fold_conversions, cache, size_expr);
+      if (op0 == chrec_dont_know)
+       return chrec_dont_know;
+
+      if (TREE_OPERAND (chrec, 0) != op0)
+       {
+         op0 = chrec_convert (type, op0, NULL);
+         chrec = chrec_fold_minus (type,
+                                   fold_convert (type,
+                                                 integer_minus_one_node),
+                                   op0);
+       }
+      return chrec;
+
     case SCEV_NOT_KNOWN:
       return chrec_dont_know;
 
@@ -2704,17 +2821,31 @@ scev_reset (void)
     }
 }
 
-/* Checks whether OP behaves as a simple affine iv of LOOP in STMT and returns
-   its base and step in IV if possible.  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we
-   want step to be invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an
-   integer constant.  IV->no_overflow is set to true if we are sure the iv cannot
-   overflow (e.g.  because it is computed in signed arithmetics).  */
+/* Checks whether use of OP in USE_LOOP behaves as a simple affine iv with
+   respect to WRTO_LOOP and returns its base and step in IV if possible
+   (see analyze_scalar_evolution_in_loop for more details on USE_LOOP
+   and WRTO_LOOP).  If ALLOW_NONCONSTANT_STEP is true, we want step to be
+   invariant in LOOP.  Otherwise we require it to be an integer constant.
+   
+   IV->no_overflow is set to true if we are sure the iv cannot overflow (e.g.
+   because it is computed in signed arithmetics).  Consequently, adding an
+   induction variable
+   
+   for (i = IV->base; ; i += IV->step)
+
+   is only safe if IV->no_overflow is false, or TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED is
+   false for the type of the induction variable, or you can prove that i does
+   not wrap by some other argument.  Otherwise, this might introduce undefined
+   behavior, and
+   
+   for (i = iv->base; ; i = (type) ((unsigned type) i + (unsigned type) iv->step))
+
+   must be used instead.  */
 
 bool
-simple_iv (struct loop *loop, gimple stmt, tree op, affine_iv *iv,
-          bool allow_nonconstant_step)
+simple_iv (struct loop *wrto_loop, struct loop *use_loop, tree op,
+          affine_iv *iv, bool allow_nonconstant_step)
 {
-  basic_block bb = gimple_bb (stmt);
   tree type, ev;
   bool folded_casts;
 
@@ -2727,13 +2858,13 @@ simple_iv (struct loop *loop, gimple stmt, tree op, affine_iv *iv,
       && TREE_CODE (type) != POINTER_TYPE)
     return false;
 
-  ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (loop, bb->loop_father, op,
+  ev = analyze_scalar_evolution_in_loop (wrto_loop, use_loop, op,
                                         &folded_casts);
-  if (chrec_contains_undetermined (ev))
+  if (chrec_contains_undetermined (ev)
+      || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, wrto_loop->num))
     return false;
 
-  if (tree_does_not_contain_chrecs (ev)
-      && !chrec_contains_symbols_defined_in_loop (ev, loop->num))
+  if (tree_does_not_contain_chrecs (ev))
     {
       iv->base = ev;
       iv->step = build_int_cst (TREE_TYPE (ev), 0);
@@ -2742,22 +2873,16 @@ simple_iv (struct loop *loop, gimple stmt, tree op, affine_iv *iv,
     }
 
   if (TREE_CODE (ev) != POLYNOMIAL_CHREC
-      || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) loop->num)
+      || CHREC_VARIABLE (ev) != (unsigned) wrto_loop->num)
     return false;
 
   iv->step = CHREC_RIGHT (ev);
-  if (allow_nonconstant_step)
-    {
-      if (tree_contains_chrecs (iv->step, NULL)
-         || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (iv->step, loop->num))
-       return false;
-    }
-  else if (TREE_CODE (iv->step) != INTEGER_CST)
+  if ((!allow_nonconstant_step && TREE_CODE (iv->step) != INTEGER_CST)
+      || tree_contains_chrecs (iv->step, NULL))
     return false;
 
   iv->base = CHREC_LEFT (ev);
-  if (tree_contains_chrecs (iv->base, NULL)
-      || chrec_contains_symbols_defined_in_loop (iv->base, loop->num))
+  if (tree_contains_chrecs (iv->base, NULL))
     return false;
 
   iv->no_overflow = !folded_casts && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type);
@@ -2793,6 +2918,50 @@ scev_finalize (void)
   scalar_evolution_info = NULL;
 }
 
+/* Returns true if the expression EXPR is considered to be too expensive
+   for scev_const_prop.  */
+
+bool
+expression_expensive_p (tree expr)
+{
+  enum tree_code code;
+
+  if (is_gimple_val (expr))
+    return false;
+
+  code = TREE_CODE (expr);
+  if (code == TRUNC_DIV_EXPR
+      || code == CEIL_DIV_EXPR
+      || code == FLOOR_DIV_EXPR
+      || code == ROUND_DIV_EXPR
+      || code == TRUNC_MOD_EXPR
+      || code == CEIL_MOD_EXPR
+      || code == FLOOR_MOD_EXPR
+      || code == ROUND_MOD_EXPR
+      || code == EXACT_DIV_EXPR)
+    {
+      /* Division by power of two is usually cheap, so we allow it.
+        Forbid anything else.  */
+      if (!integer_pow2p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
+       return true;
+    }
+
+  switch (TREE_CODE_CLASS (code))
+    {
+    case tcc_binary:
+    case tcc_comparison:
+      if (expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 1)))
+       return true;
+
+      /* Fallthru.  */
+    case tcc_unary:
+      return expression_expensive_p (TREE_OPERAND (expr, 0));
+
+    default:
+      return true;
+    }
+}
+
 /* Replace ssa names for that scev can prove they are constant by the
    appropriate constants.  Also perform final value replacement in loops,
    in case the replacement expressions are cheap.
@@ -2884,12 +3053,6 @@ scev_const_prop (void)
        continue;
 
       niter = number_of_latch_executions (loop);
-      /* We used to check here whether the computation of NITER is expensive,
-        and avoided final value elimination if that is the case.  The problem
-        is that it is hard to evaluate whether the expression is too
-        expensive, as we do not know what optimization opportunities the
-        elimination of the final value may reveal.  Therefore, we now
-        eliminate the final values of induction variables unconditionally.  */
       if (niter == chrec_dont_know)
        continue;
 
@@ -2926,7 +3089,15 @@ scev_const_prop (void)
              /* Moving the computation from the loop may prolong life range
                 of some ssa names, which may cause problems if they appear
                 on abnormal edges.  */
-             || contains_abnormal_ssa_name_p (def))
+             || contains_abnormal_ssa_name_p (def)
+             /* Do not emit expensive expressions.  The rationale is that
+                when someone writes a code like
+
+                while (n > 45) n -= 45;
+
+                he probably knows that n is not large, and does not want it
+                to be turned into n %= 45.  */
+             || expression_expensive_p (def))
            {
              gsi_next (&psi);
              continue;