OSDN Git Service

2009-05-12 Paolo Bonzini <bonzini@gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-ivcanon.c
index c26727a..8e45bbb 100644 (file)
@@ -1,11 +1,11 @@
 /* Induction variable canonicalization.
-   Copyright (C) 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2004, 2005, 2007, 2008 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, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
-02110-1301, 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) 
@@ -54,6 +53,7 @@ Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
 #include "params.h"
 #include "flags.h"
 #include "tree-inline.h"
+#include "target.h"
 
 /* Specifies types of loops that may be unrolled.  */
 
@@ -73,8 +73,9 @@ static void
 create_canonical_iv (struct loop *loop, edge exit, tree niter)
 {
   edge in;
-  tree cond, type, var;
-  block_stmt_iterator incr_at;
+  tree type, var;
+  gimple cond;
+  gimple_stmt_iterator incr_at;
   enum tree_code cmp;
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
@@ -98,58 +99,225 @@ create_canonical_iv (struct loop *loop, edge exit, tree niter)
   niter = fold_build2 (PLUS_EXPR, type,
                       niter,
                       build_int_cst (type, 1));
-  incr_at = bsi_last (in->src);
+  incr_at = gsi_last_bb (in->src);
   create_iv (niter,
             build_int_cst (type, -1),
             NULL_TREE, loop,
             &incr_at, false, NULL, &var);
 
   cmp = (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE) ? EQ_EXPR : NE_EXPR;
-  COND_EXPR_COND (cond) = build2 (cmp, boolean_type_node,
-                                 var,
-                                 build_int_cst (type, 0));
+  gimple_cond_set_code (cond, cmp);
+  gimple_cond_set_lhs (cond, var);
+  gimple_cond_set_rhs (cond, build_int_cst (type, 0));
   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;
-  unsigned size = 1, i;
+  gimple_stmt_iterator gsi;
+  unsigned size = 0, i;
 
   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));
+    for (gsi = gsi_start_bb (body[i]); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
+      size += estimate_num_insns (gsi_stmt (gsi), weights);
   free (body);
 
   return size;
 }
 
-/* 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):
+/* Describe size of loop as detected by tree_estimate_loop_size.  */
+struct loop_size
+{
+  /* Number of instructions in the loop.  */
+  int overall;
+
+  /* Number of instructions that will be likely optimized out in
+     peeled iterations of loop  (i.e. computation based on induction
+     variable where induction variable starts at known constant.)  */
+  int eliminated_by_peeling;
+
+  /* Same statistics for last iteration of loop: it is smaller because
+     instructions after exit are not executed.  */
+  int last_iteration;
+  int last_iteration_eliminated_by_peeling;
+};
 
-   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.
+/* Return true if OP in STMT will be constant after peeling LOOP.  */
 
-   NINSNS is the number of insns in the loop before unrolling.
-   NUNROLL is the number of times the loop is unrolled.  */
+static bool
+constant_after_peeling (tree op, gimple stmt, struct loop *loop)
+{
+  affine_iv iv;
+
+  if (is_gimple_min_invariant (op))
+    return true;
+  
+  /* We can still fold accesses to constant arrays when index is known.  */
+  if (TREE_CODE (op) != SSA_NAME)
+    {
+      tree base = op;
+
+      /* First make fast look if we see constant array inside.  */
+      while (handled_component_p (base))
+       base = TREE_OPERAND (base, 0);
+      if ((DECL_P (base)
+          && TREE_STATIC (base)
+          && TREE_READONLY (base)
+           && (DECL_INITIAL (base)
+              || (!DECL_EXTERNAL (base)
+                  && targetm.binds_local_p (base))))
+         || CONSTANT_CLASS_P (base))
+       {
+         /* If so, see if we understand all the indices.  */
+         base = op;
+         while (handled_component_p (base))
+           {
+             if (TREE_CODE (base) == ARRAY_REF
+                 && !constant_after_peeling (TREE_OPERAND (base, 1), stmt, loop))
+               return false;
+             base = TREE_OPERAND (base, 0);
+           }
+         return true;
+       }
+      return false;
+    }
+
+  /* Induction variables are constants.  */
+  if (!simple_iv (loop, loop_containing_stmt (stmt), op, &iv, false))
+    return false;
+  if (!is_gimple_min_invariant (iv.base))
+    return false;
+  if (!is_gimple_min_invariant (iv.step))
+    return false;
+  return true;
+}
+
+/* Computes an estimated number of insns in LOOP, weighted by WEIGHTS.
+   Return results in SIZE, estimate benefits for complete unrolling exiting by EXIT.  */
+
+static void
+tree_estimate_loop_size (struct loop *loop, edge exit, struct loop_size *size)
+{
+  basic_block *body = get_loop_body (loop);
+  gimple_stmt_iterator gsi;
+  unsigned int i;
+  bool after_exit;
+
+  size->overall = 0;
+  size->eliminated_by_peeling = 0;
+  size->last_iteration = 0;
+  size->last_iteration_eliminated_by_peeling = 0;
+
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    fprintf (dump_file, "Estimating sizes for loop %i\n", loop->num);
+  for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
+    {
+      if (exit && body[i] != exit->src
+         && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, body[i], exit->src))
+       after_exit = true;
+      else
+       after_exit = false;
+      if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+       fprintf (dump_file, " BB: %i, after_exit: %i\n", body[i]->index, after_exit);
+
+      for (gsi = gsi_start_bb (body[i]); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
+       {
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+         int num = estimate_num_insns (stmt, &eni_size_weights);
+         bool likely_eliminated = false;
+
+         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+           {
+             fprintf (dump_file, "  size: %3i ", num);
+             print_gimple_stmt (dump_file, gsi_stmt (gsi), 0, 0);
+           }
+
+         /* Look for reasons why we might optimize this stmt away. */
+
+         /* Exit conditional.  */
+         if (body[i] == exit->src && stmt == last_stmt (exit->src))
+           {
+             if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+               fprintf (dump_file, "   Exit condition will be eliminated.\n");
+             likely_eliminated = true;
+           }
+         /* Sets of IV variables  */
+         else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_ASSIGN
+             && constant_after_peeling (gimple_assign_lhs (stmt), stmt, loop))
+           {
+             if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+               fprintf (dump_file, "   Induction variable computation will"
+                        " be folded away.\n");
+             likely_eliminated = true;
+           }
+         /* Assignments of IV variables.  */
+         else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_ASSIGN
+                  && TREE_CODE (gimple_assign_lhs (stmt)) == SSA_NAME
+                  && constant_after_peeling (gimple_assign_rhs1 (stmt), stmt,loop)
+                  && (gimple_assign_rhs_class (stmt) != GIMPLE_BINARY_RHS
+                      || constant_after_peeling (gimple_assign_rhs2 (stmt),
+                                                 stmt, loop)))
+           {
+             if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+               fprintf (dump_file, "   Constant expression will be folded away.\n");
+             likely_eliminated = true;
+           }
+         /* Conditionals.  */
+         else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND
+                  && constant_after_peeling (gimple_cond_lhs (stmt), stmt, loop)
+                  && constant_after_peeling (gimple_cond_rhs (stmt), stmt, loop))
+           {
+             if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+               fprintf (dump_file, "   Constant conditional.\n");
+             likely_eliminated = true;
+           }
+
+         size->overall += num;
+         if (likely_eliminated)
+           size->eliminated_by_peeling += num;
+         if (!after_exit)
+           {
+             size->last_iteration += num;
+             if (likely_eliminated)
+               size->last_iteration_eliminated_by_peeling += num;
+           }
+       }
+    }
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    fprintf (dump_file, "size: %i-%i, last_iteration: %i-%i\n", size->overall,
+            size->eliminated_by_peeling, size->last_iteration,
+            size->last_iteration_eliminated_by_peeling);
+  
+  free (body);
+}
+
+/* Estimate number of insns of completely unrolled loop.
+   It is (NUNROLL + 1) * size of loop body with taking into account
+   the fact that in last copy everything after exit conditional
+   is dead and that some instructions will be eliminated after
+   peeling.
+
+   Loop body is likely going to simplify futher, this is difficult
+   to guess, we just decrease the result by 1/3.  */
 
 static unsigned HOST_WIDE_INT
-estimated_unrolled_size (unsigned HOST_WIDE_INT ninsns,
+estimated_unrolled_size (struct loop_size *size,
                         unsigned HOST_WIDE_INT nunroll)
 {
-  HOST_WIDE_INT unr_insns = 2 * ((HOST_WIDE_INT) ninsns - 4) / 3;
+  HOST_WIDE_INT unr_insns = ((nunroll)
+                            * (HOST_WIDE_INT) (size->overall
+                                               - size->eliminated_by_peeling));
+  if (!nunroll)
+    unr_insns = 0;
+  unr_insns += size->last_iteration - size->last_iteration_eliminated_by_peeling;
+
+  unr_insns = unr_insns * 2 / 3;
   if (unr_insns <= 0)
     unr_insns = 1;
-  unr_insns *= (nunroll + 1);
 
   return unr_insns;
 }
@@ -164,7 +332,8 @@ try_unroll_loop_completely (struct loop *loop,
                            enum unroll_level ul)
 {
   unsigned HOST_WIDE_INT n_unroll, ninsns, max_unroll, unr_insns;
-  tree old_cond, cond, dont_exit, do_exit;
+  gimple cond;
+  struct loop_size size;
 
   if (loop->inner)
     return false;
@@ -182,81 +351,77 @@ try_unroll_loop_completely (struct loop *loop,
       if (ul == UL_SINGLE_ITER)
        return false;
 
-      ninsns = tree_num_loop_insns (loop);
+      tree_estimate_loop_size (loop, exit, &size);
+      ninsns = size.overall;
 
-      if (n_unroll * ninsns
-         > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_COMPLETELY_PEELED_INSNS))
-       return false;
+      unr_insns = estimated_unrolled_size (&size, 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 (ul == UL_NO_GROWTH)
+      if (unr_insns > ninsns
+         && (unr_insns
+             > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_COMPLETELY_PEELED_INSNS)))
        {
-         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;
-           }
+           fprintf (dump_file, "Not unrolling loop %d "
+                    "(--param max-completely-peeled-insns limit reached).\n",
+                    loop->num);
+         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 > 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)
     {
       sbitmap wont_exit;
-      edge *edges_to_remove = XNEWVEC (edge, n_unroll);
-      unsigned int n_to_remove = 0;
+      edge e;
+      unsigned i;
+      VEC (edge, heap) *to_remove = NULL;
 
-      old_cond = COND_EXPR_COND (cond);
-      COND_EXPR_COND (cond) = dont_exit;
-      update_stmt (cond);
       initialize_original_copy_tables ();
-
       wont_exit = sbitmap_alloc (n_unroll + 1);
       sbitmap_ones (wont_exit);
       RESET_BIT (wont_exit, 0);
 
-      if (!tree_duplicate_loop_to_header_edge (loop, loop_preheader_edge (loop),
-                                              n_unroll, wont_exit,
-                                              exit, edges_to_remove,
-                                              &n_to_remove,
-                                              DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ
-                                              | DLTHE_FLAG_COMPLETTE_PEEL))
+      if (!gimple_duplicate_loop_to_header_edge (loop, loop_preheader_edge (loop),
+                                                n_unroll, wont_exit,
+                                                exit, &to_remove,
+                                                DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ
+                                                | DLTHE_FLAG_COMPLETTE_PEEL))
        {
-         COND_EXPR_COND (cond) = old_cond;
-         update_stmt (cond);
           free_original_copy_tables ();
          free (wont_exit);
-         free (edges_to_remove);
          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 (edges_to_remove);
       free_original_copy_tables ();
     }
-  
-  COND_EXPR_COND (cond) = do_exit;
-  update_stmt (cond);
 
+  cond = last_stmt (exit->src);
+  if (exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
+    gimple_cond_make_true (cond);
+  else
+    gimple_cond_make_false (cond);
+  update_stmt (cond);
   update_ssa (TODO_update_ssa);
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
@@ -351,30 +516,46 @@ canonicalize_induction_variables (void)
    size of the code does not increase.  */
 
 unsigned int
-tree_unroll_loops_completely (bool may_increase_size)
+tree_unroll_loops_completely (bool may_increase_size, bool unroll_outer)
 {
   loop_iterator li;
   struct loop *loop;
-  bool changed = false;
+  bool changed;
   enum unroll_level ul;
 
-  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+  do
     {
-      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);
-    }
+      changed = false;
 
-  /* Clean up the information about numbers of iterations, since complete
-     unrolling might have invalidated it.  */
-  scev_reset ();
+      FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_ONLY_INNERMOST)
+       {
+         if (may_increase_size && optimize_loop_for_speed_p (loop)
+             /* Unroll outermost loops only if asked to do so or they do
+                not cause code growth.  */
+             && (unroll_outer
+                 || loop_outer (loop_outer (loop))))
+           ul = UL_ALL;
+         else
+           ul = UL_NO_GROWTH;
+         changed |= canonicalize_loop_induction_variables
+                      (loop, false, ul, !flag_tree_loop_ivcanon);
+       }
+
+      if (changed)
+       {
+         /* This will take care of removing completely unrolled loops
+            from the loop structures so we can continue unrolling now
+            innermost loops.  */
+         if (cleanup_tree_cfg ())
+           update_ssa (TODO_update_ssa_only_virtuals);
+
+         /* Clean up the information about numbers of iterations, since
+            complete unrolling might have invalidated it.  */
+         scev_reset ();
+       }
+    }
+  while (changed);
 
-  if (changed)
-    return TODO_cleanup_cfg;
   return 0;
 }
 
@@ -384,12 +565,9 @@ 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;
+  gimple_stmt_iterator gsi;
   unsigned i;
-  tree stmt;
 
   /* If the loop has multiple exits, it is too hard for us to handle.
      Similarly, if the exit is not dominating, we cannot determine
@@ -399,12 +577,15 @@ empty_loop_p (struct loop *loop)
     return false;
 
   /* The loop must be finite.  */
-  if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, &niter, false))
+  if (!finite_loop_p (loop))
     return false;
 
   /* Values of all loop exit phi nodes must be invariants.  */
-  for (phi = phi_nodes (exit->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
+  for (gsi = gsi_start(phi_nodes (exit->dest)); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
     {
+      gimple phi = gsi_stmt (gsi);
+      tree def;
+
       if (!is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)))
        continue;
 
@@ -426,11 +607,12 @@ empty_loop_p (struct loop *loop)
          return false;
        }
        
-      for (bsi = bsi_start (body[i]); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
+      for (gsi = gsi_start_bb (body[i]); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
        {
-         stmt = bsi_stmt (bsi);
-         if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_VIRTUAL_DEFS)
-             || stmt_ann (stmt)->has_volatile_ops)
+         gimple stmt = gsi_stmt (gsi);
+
+         if (gimple_vdef (stmt)
+             || gimple_has_volatile_ops (stmt))
            {
              free (body);
              return false;
@@ -438,25 +620,19 @@ empty_loop_p (struct loop *loop)
 
          /* Also, asm statements and calls may have side effects and we
             cannot change the number of times they are executed.  */
-         switch (TREE_CODE (stmt))
+         switch (gimple_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))
+           case GIMPLE_CALL:
+             if (gimple_has_side_effects (stmt))
                {
                  free (body);
                  return false;
                }
              break;
 
-           case ASM_EXPR:
+           case GIMPLE_ASM:
              /* We cannot remove volatile assembler.  */
-             if (ASM_VOLATILE_P (stmt))
+             if (gimple_asm_volatile_p (stmt))
                {
                  free (body);
                  return false;
@@ -479,22 +655,22 @@ 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;
+  gimple cond_stmt = last_stmt (exit->src);
   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;
+    gimple_cond_make_true (cond_stmt);
   else
-    do_exit = boolean_false_node;
-
-  COND_EXPR_COND (cond_stmt) = do_exit;
+    gimple_cond_make_false (cond_stmt);
   update_stmt (cond_stmt);
 
   /* Let us set the probabilities of the edges coming from the exit block.  */
@@ -565,3 +741,4 @@ remove_empty_loops (void)
     }
   return 0;
 }
+