OSDN Git Service

2007-11-14 Sebastian Pop <sebastian.pop@amd.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-ivcanon.c
index 7271878..5e9e248 100644 (file)
@@ -1,11 +1,11 @@
 /* Induction variable canonicalization.
-   Copyright (C) 2004 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2004, 2005, 2007 Free Software Foundation, Inc.
    
 This file is part of GCC.
    
 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
 under the terms of the GNU General Public License as published by the
-Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
+Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
 later version.
    
 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
@@ -14,9 +14,8 @@ FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 for more details.
    
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-02111-1307, USA.  */
+along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+<http://www.gnu.org/licenses/>.  */
 
 /* This pass detects the loops that iterate a constant number of times,
    adds a canonical induction variable (step -1, tested against 0) 
@@ -55,6 +54,17 @@ Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
 #include "flags.h"
 #include "tree-inline.h"
 
+/* Specifies types of loops that may be unrolled.  */
+
+enum unroll_level
+{
+  UL_SINGLE_ITER,      /* Only loops that exit immediately in the first
+                          iteration.  */
+  UL_NO_GROWTH,                /* Only loops whose unrolling will not cause increase
+                          of code size.  */
+  UL_ALL               /* All suitable loops.  */
+};
+
 /* Adds a canonical induction variable to LOOP iterating NITER times.  EXIT
    is the exit edge whose condition is replaced.  */
 
@@ -74,9 +84,9 @@ create_canonical_iv (struct loop *loop, edge exit, tree niter)
     }
 
   cond = last_stmt (exit->src);
-  in = exit->src->succ;
+  in = EDGE_SUCC (exit->src, 0);
   if (in == exit)
-    in = in->succ_next;
+    in = EDGE_SUCC (exit->src, 1);
 
   /* Note that we do not need to worry about overflows, since
      type of niter is always unsigned and all comparisons are
@@ -84,12 +94,12 @@ create_canonical_iv (struct loop *loop, edge exit, tree niter)
      with a modulo arithmetics.  */
 
   type = TREE_TYPE (niter);
-  niter = fold (build2 (PLUS_EXPR, type,
-                       niter,
-                       build_int_cst (type, 1)));
+  niter = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
+                      niter,
+                      build_int_cst (type, 1));
   incr_at = bsi_last (in->src);
   create_iv (niter,
-            fold_convert (type, integer_minus_one_node),
+            build_int_cst (type, -1),
             NULL_TREE, loop,
             &incr_at, false, NULL, &var);
 
@@ -97,13 +107,13 @@ create_canonical_iv (struct loop *loop, edge exit, tree niter)
   COND_EXPR_COND (cond) = build2 (cmp, boolean_type_node,
                                  var,
                                  build_int_cst (type, 0));
-  modify_stmt (cond);
+  update_stmt (cond);
 }
 
-/* Computes an estimated number of insns in LOOP.  */
+/* Computes an estimated number of insns in LOOP, weighted by WEIGHTS.  */
 
 unsigned
-tree_num_loop_insns (struct loop *loop)
+tree_num_loop_insns (struct loop *loop, eni_weights *weights)
 {
   basic_block *body = get_loop_body (loop);
   block_stmt_iterator bsi;
@@ -111,25 +121,49 @@ tree_num_loop_insns (struct loop *loop)
 
   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
     for (bsi = bsi_start (body[i]); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
-      size += estimate_num_insns (bsi_stmt (bsi));
+      size += estimate_num_insns (bsi_stmt (bsi), weights);
   free (body);
 
   return size;
 }
 
-/* Tries to unroll LOOP completely, i.e. NITER times.  LOOPS is the
-   loop tree.  COMPLETELY_UNROLL is true if we should unroll the loop
-   even if it may cause code growth.  EXIT is the exit of the loop
-   that should be eliminated.  */
+/* Estimate number of insns of completely unrolled loop.  We assume
+   that the size of the unrolled loop is decreased in the
+   following way (the numbers of insns are based on what
+   estimate_num_insns returns for appropriate statements):
+
+   1) exit condition gets removed (2 insns)
+   2) increment of the control variable gets removed (2 insns)
+   3) All remaining statements are likely to get simplified
+      due to constant propagation.  Hard to estimate; just
+      as a heuristics we decrease the rest by 1/3.
+
+   NINSNS is the number of insns in the loop before unrolling.
+   NUNROLL is the number of times the loop is unrolled.  */
+
+static unsigned HOST_WIDE_INT
+estimated_unrolled_size (unsigned HOST_WIDE_INT ninsns,
+                        unsigned HOST_WIDE_INT nunroll)
+{
+  HOST_WIDE_INT unr_insns = 2 * ((HOST_WIDE_INT) ninsns - 4) / 3;
+  if (unr_insns <= 0)
+    unr_insns = 1;
+  unr_insns *= (nunroll + 1);
+
+  return unr_insns;
+}
+
+/* Tries to unroll LOOP completely, i.e. NITER times.
+   UL determines which loops we are allowed to unroll. 
+   EXIT is the exit of the loop that should be eliminated.  */
 
 static bool
-try_unroll_loop_completely (struct loops *loops ATTRIBUTE_UNUSED,
-                           struct loop *loop,
+try_unroll_loop_completely (struct loop *loop,
                            edge exit, tree niter,
-                           bool completely_unroll)
+                           enum unroll_level ul)
 {
-  unsigned HOST_WIDE_INT n_unroll, ninsns, max_unroll;
-  tree old_cond, cond, dont_exit, do_exit;
+  unsigned HOST_WIDE_INT n_unroll, ninsns, max_unroll, unr_insns;
+  tree cond;
 
   if (loop->inner)
     return false;
@@ -144,51 +178,74 @@ try_unroll_loop_completely (struct loops *loops ATTRIBUTE_UNUSED,
 
   if (n_unroll)
     {
-      if (!completely_unroll)
+      if (ul == UL_SINGLE_ITER)
        return false;
 
-      ninsns = tree_num_loop_insns (loop);
+      ninsns = tree_num_loop_insns (loop, &eni_size_weights);
 
       if (n_unroll * ninsns
          > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_COMPLETELY_PEELED_INSNS))
        return false;
-    }
 
-  if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
-    {
-      dont_exit = boolean_false_node;
-      do_exit = boolean_true_node;
-    }
-  else
-    {
-      dont_exit = boolean_true_node;
-      do_exit = boolean_false_node;
+      if (ul == UL_NO_GROWTH)
+       {
+         unr_insns = estimated_unrolled_size (ninsns, n_unroll);
+         
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, "  Loop size: %d\n", (int) ninsns);
+             fprintf (dump_file, "  Estimated size after unrolling: %d\n",
+                      (int) unr_insns);
+           }
+         
+         if (unr_insns > ninsns)
+           {
+             if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+               fprintf (dump_file, "Not unrolling loop %d:\n", loop->num);
+             return false;
+           }
+       }
     }
-  cond = last_stmt (exit->src);
-    
+
   if (n_unroll)
     {
-      if (!flag_unroll_loops)
-       return false;
+      sbitmap wont_exit;
+      edge e;
+      unsigned i;
+      VEC (edge, heap) *to_remove = NULL;
 
-      old_cond = COND_EXPR_COND (cond);
-      COND_EXPR_COND (cond) = dont_exit;
-      modify_stmt (cond);
+      initialize_original_copy_tables ();
+      wont_exit = sbitmap_alloc (n_unroll + 1);
+      sbitmap_ones (wont_exit);
+      RESET_BIT (wont_exit, 0);
 
-#if 0
-      /* The necessary infrastructure is not in yet.  */
       if (!tree_duplicate_loop_to_header_edge (loop, loop_preheader_edge (loop),
-                                              loops, n_unroll, NULL,
-                                              NULL, NULL, NULL, 0))
-#endif
+                                              n_unroll, wont_exit,
+                                              exit, &to_remove,
+                                              DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ
+                                              | DLTHE_FLAG_COMPLETTE_PEEL))
        {
-         COND_EXPR_COND (cond) = old_cond;
+          free_original_copy_tables ();
+         free (wont_exit);
          return false;
        }
+
+      for (i = 0; VEC_iterate (edge, to_remove, i, e); i++)
+       {
+         bool ok = remove_path (e);
+         gcc_assert (ok);
+       }
+
+      VEC_free (edge, heap, to_remove);
+      free (wont_exit);
+      free_original_copy_tables ();
     }
-  
-  COND_EXPR_COND (cond) = do_exit;
-  modify_stmt (cond);
+
+  cond = last_stmt (exit->src);
+  COND_EXPR_COND (cond) = (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE) ? boolean_true_node
+    : boolean_false_node;
+  update_stmt (cond);
+  update_ssa (TODO_update_ssa);
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
     fprintf (dump_file, "Unrolled loop %d completely.\n", loop->num);
@@ -196,39 +253,44 @@ try_unroll_loop_completely (struct loops *loops ATTRIBUTE_UNUSED,
   return true;
 }
 
-/* Adds a canonical induction variable to LOOP if suitable.  LOOPS is the loops
-   tree.  CREATE_IV is true if we may create a new iv.  COMPLETELY_UNROLL is
-   true if we should do complete unrolling even if it may cause the code
-   growth.  If TRY_EVAL is true, we try to determine the number of iterations
-   of a loop by direct evaluation.  Returns true if cfg is changed.  */
+/* Adds a canonical induction variable to LOOP if suitable.
+   CREATE_IV is true if we may create a new iv.  UL determines 
+   which loops we are allowed to completely unroll.  If TRY_EVAL is true, we try
+   to determine the number of iterations of a loop by direct evaluation. 
+   Returns true if cfg is changed.  */
 
 static bool
-canonicalize_loop_induction_variables (struct loops *loops, struct loop *loop,
-                                      bool create_iv, bool completely_unroll,
+canonicalize_loop_induction_variables (struct loop *loop,
+                                      bool create_iv, enum unroll_level ul,
                                       bool try_eval)
 {
   edge exit = NULL;
   tree niter;
 
-  niter = number_of_iterations_in_loop (loop);
+  niter = number_of_latch_executions (loop);
   if (TREE_CODE (niter) == INTEGER_CST)
     {
-      exit = loop->single_exit;
+      exit = single_exit (loop);
       if (!just_once_each_iteration_p (loop, exit->src))
        return false;
-
-      /* The result of number_of_iterations_in_loop is by one higher than
-        we expect (i.e. it returns number of executions of the exit
-        condition, not of the loop latch edge).  */
-      niter = fold (build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (niter), niter,
-                           build_int_cst (TREE_TYPE (niter), 1)));
     }
-  else if (try_eval)
-    niter = find_loop_niter_by_eval (loop, &exit);
-
-  if (chrec_contains_undetermined (niter)
-      || TREE_CODE (niter) != INTEGER_CST)
-    return false;
+  else
+    {
+      /* If the loop has more than one exit, try checking all of them
+        for # of iterations determinable through scev.  */
+      if (!single_exit (loop))
+       niter = find_loop_niter (loop, &exit);
+
+      /* Finally if everything else fails, try brute force evaluation.  */
+      if (try_eval
+         && (chrec_contains_undetermined (niter)
+             || TREE_CODE (niter) != INTEGER_CST))
+       niter = find_loop_niter_by_eval (loop, &exit);
+
+      if (chrec_contains_undetermined (niter)
+         || TREE_CODE (niter) != INTEGER_CST)
+       return false;
+    }
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
     {
@@ -237,7 +299,7 @@ canonicalize_loop_induction_variables (struct loops *loops, struct loop *loop,
       fprintf (dump_file, " times.\n");
     }
 
-  if (try_unroll_loop_completely (loops, loop, exit, niter, completely_unroll))
+  if (try_unroll_loop_completely (loop, exit, niter, ul))
     return true;
 
   if (create_iv)
@@ -247,53 +309,250 @@ canonicalize_loop_induction_variables (struct loops *loops, struct loop *loop,
 }
 
 /* The main entry point of the pass.  Adds canonical induction variables
-   to the suitable LOOPS.  */
+   to the suitable loops.  */
 
-void
-canonicalize_induction_variables (struct loops *loops)
+unsigned int
+canonicalize_induction_variables (void)
 {
-  unsigned i;
+  loop_iterator li;
   struct loop *loop;
+  bool changed = false;
   
-  for (i = 1; i < loops->num; i++)
+  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
     {
-      loop = loops->parray[i];
-
-      if (loop)
-       canonicalize_loop_induction_variables (loops, loop, true, false, true);
+      changed |= canonicalize_loop_induction_variables (loop,
+                                                       true, UL_SINGLE_ITER,
+                                                       true);
     }
 
-#if 0
-  /* The necessary infrastructure is not in yet.  */
+  /* Clean up the information about numbers of iterations, since brute force
+     evaluation could reveal new information.  */
+  scev_reset ();
+
   if (changed)
-    cleanup_tree_cfg_loop ();
-#endif
+    return TODO_cleanup_cfg;
+  return 0;
 }
 
-/* Unroll LOOPS completely if they iterate just few times.  */
+/* Unroll LOOPS completely if they iterate just few times.  Unless
+   MAY_INCREASE_SIZE is true, perform the unrolling only if the
+   size of the code does not increase.  */
 
-void
-tree_unroll_loops_completely (struct loops *loops)
+unsigned int
+tree_unroll_loops_completely (bool may_increase_size)
 {
-  unsigned i;
+  loop_iterator li;
   struct loop *loop;
   bool changed = false;
+  enum unroll_level ul;
 
-  for (i = 1; i < loops->num; i++)
+  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
     {
-      loop = loops->parray[i];
+      if (may_increase_size && maybe_hot_bb_p (loop->header))
+       ul = UL_ALL;
+      else
+       ul = UL_NO_GROWTH;
+      changed |= canonicalize_loop_induction_variables (loop,
+                                                       false, ul,
+                                                       !flag_tree_loop_ivcanon);
+    }
+
+  /* Clean up the information about numbers of iterations, since complete
+     unrolling might have invalidated it.  */
+  scev_reset ();
+
+  if (changed)
+    return TODO_cleanup_cfg;
+  return 0;
+}
+
+/* Checks whether LOOP is empty.  */
+
+static bool
+empty_loop_p (struct loop *loop)
+{
+  edge exit;
+  struct tree_niter_desc niter;
+  tree phi, def;
+  basic_block *body;
+  block_stmt_iterator bsi;
+  unsigned i;
+  tree stmt;
 
-      if (!loop)
+  /* If the loop has multiple exits, it is too hard for us to handle.
+     Similarly, if the exit is not dominating, we cannot determine
+     whether the loop is not infinite.  */
+  exit = single_dom_exit (loop);
+  if (!exit)
+    return false;
+
+  /* The loop must be finite.  */
+  if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter, false))
+    return false;
+
+  /* Values of all loop exit phi nodes must be invariants.  */
+  for (phi = phi_nodes (exit->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
+    {
+      if (!is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
        continue;
 
-      changed |= canonicalize_loop_induction_variables (loops, loop,
-                                                       false, true,
-                                                       !flag_ivcanon);
+      def = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, exit);
+
+      if (!expr_invariant_in_loop_p (loop, def))
+       return false;
+    }
+
+  /* And there should be no memory modifying or from other reasons
+     unremovable statements.  */
+  body = get_loop_body (loop);
+  for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
+    {
+      /* Irreducible region might be infinite.  */
+      if (body[i]->flags & BB_IRREDUCIBLE_LOOP)
+       {
+         free (body);
+         return false;
+       }
+       
+      for (bsi = bsi_start (body[i]); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
+       {
+         stmt = bsi_stmt (bsi);
+         if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
+             || stmt_ann (stmt)->has_volatile_ops)
+           {
+             free (body);
+             return false;
+           }
+
+         /* Also, asm statements and calls may have side effects and we
+            cannot change the number of times they are executed.  */
+         switch (TREE_CODE (stmt))
+           {
+           case RETURN_EXPR:
+           case GIMPLE_MODIFY_STMT:
+             stmt = get_call_expr_in (stmt);
+             if (!stmt)
+               break;
+
+           case CALL_EXPR:
+             if (TREE_SIDE_EFFECTS (stmt))
+               {
+                 free (body);
+                 return false;
+               }
+             break;
+
+           case ASM_EXPR:
+             /* We cannot remove volatile assembler.  */
+             if (ASM_VOLATILE_P (stmt))
+               {
+                 free (body);
+                 return false;
+               }
+             break;
+
+           default:
+             break;
+           }
+       }
+      }
+  free (body);
+
+  return true;
+}
+
+/* Remove LOOP by making it exit in the first iteration.  */
+
+static void
+remove_empty_loop (struct loop *loop)
+{
+  edge exit = single_dom_exit (loop), non_exit;
+  tree cond_stmt = last_stmt (exit->src);
+  tree do_exit;
+  basic_block *body;
+  unsigned n_before, freq_in, freq_h;
+  gcov_type exit_count = exit->count;
+
+  if (dump_file)
+    fprintf (dump_file, "Removing empty loop %d\n", loop->num);
+
+  non_exit = EDGE_SUCC (exit->src, 0);
+  if (non_exit == exit)
+    non_exit = EDGE_SUCC (exit->src, 1);
+
+  if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
+    do_exit = boolean_true_node;
+  else
+    do_exit = boolean_false_node;
+
+  COND_EXPR_COND (cond_stmt) = do_exit;
+  update_stmt (cond_stmt);
+
+  /* Let us set the probabilities of the edges coming from the exit block.  */
+  exit->probability = REG_BR_PROB_BASE;
+  non_exit->probability = 0;
+  non_exit->count = 0;
+
+  /* Update frequencies and counts.  Everything before
+     the exit needs to be scaled FREQ_IN/FREQ_H times,
+     where FREQ_IN is the frequency of the entry edge
+     and FREQ_H is the frequency of the loop header.
+     Everything after the exit has zero frequency.  */
+  freq_h = loop->header->frequency;
+  freq_in = EDGE_FREQUENCY (loop_preheader_edge (loop));
+  if (freq_h != 0)
+    {
+      body = get_loop_body_in_dom_order (loop);
+      for (n_before = 1; n_before <= loop->num_nodes; n_before++)
+       if (body[n_before - 1] == exit->src)
+         break;
+      scale_bbs_frequencies_int (body, n_before, freq_in, freq_h);
+      scale_bbs_frequencies_int (body + n_before, loop->num_nodes - n_before,
+                                0, 1);
+      free (body);
     }
 
-#if 0
-  /* The necessary infrastructure is not in yet.  */
+  /* Number of executions of exit is not changed, thus we need to restore
+     the original value.  */
+  exit->count = exit_count;
+}
+
+/* Removes LOOP if it is empty.  Returns true if LOOP is removed.  CHANGED
+   is set to true if LOOP or any of its subloops is removed.  */
+
+static bool
+try_remove_empty_loop (struct loop *loop, bool *changed)
+{
+  bool nonempty_subloop = false;
+  struct loop *sub;
+
+  /* First, all subloops must be removed.  */
+  for (sub = loop->inner; sub; sub = sub->next)
+    nonempty_subloop |= !try_remove_empty_loop (sub, changed);
+
+  if (nonempty_subloop || !empty_loop_p (loop))
+    return false;
+
+  remove_empty_loop (loop);
+  *changed = true;
+  return true;
+}
+
+/* Remove the empty loops.  */
+
+unsigned int
+remove_empty_loops (void)
+{
+  bool changed = false;
+  struct loop *loop;
+
+  for (loop = current_loops->tree_root->inner; loop; loop = loop->next)
+    try_remove_empty_loop (loop, &changed);
+
   if (changed)
-    cleanup_tree_cfg_loop ();
-#endif
+    {
+      scev_reset ();
+      return TODO_cleanup_cfg;
+    }
+  return 0;
 }