OSDN Git Service

* double-int.c (mpz_set_double_int): Moved from
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-niter.c
index f105d2b..814b23a 100644 (file)
@@ -64,92 +64,6 @@ typedef struct
   mpz_t below, up;
 } bounds;
 
-/* Sets RESULT to VAL, taken unsigned if UNS is true and as signed
-   otherwise.  */
-
-static void
-mpz_set_double_int (mpz_t result, double_int val, bool uns)
-{
-  bool negate = false;
-  unsigned HOST_WIDE_INT vp[2];
-
-  if (!uns && double_int_negative_p (val))
-    {
-      negate = true;
-      val = double_int_neg (val);
-    }
-
-  vp[0] = val.low;
-  vp[1] = (unsigned HOST_WIDE_INT) val.high;
-  mpz_import (result, 2, -1, sizeof (HOST_WIDE_INT), 0, 0, vp);
-
-  if (negate)
-    mpz_neg (result, result);
-}
-
-/* Stores bounds of TYPE to MIN and MAX.  */
-
-static void
-get_type_bounds (tree type, mpz_t min, mpz_t max)
-{
-  if (TYPE_UNSIGNED (type))
-    {
-      mpz_set_ui (min, 0);
-      mpz_set_double_int (max, double_int_mask (TYPE_PRECISION (type)), true);
-    }
-  else
-    {
-      double_int mx, mn;
-      
-      mx = double_int_mask (TYPE_PRECISION (type) - 1);
-      mn = double_int_sext (double_int_add (mx, double_int_one),
-                           TYPE_PRECISION (type));
-      mpz_set_double_int (max, mx, true);
-      mpz_set_double_int (min, mn, false);
-    }
-}
-
-/* Returns VAL converted to TYPE.  If VAL does not fit in TYPE,
-   the minimum or maximum value of the type is returned instead.  */
-
-static double_int
-mpz_to_double_int (tree type, mpz_t val)
-{
-  mpz_t min, max;
-  unsigned HOST_WIDE_INT vp[2];
-  bool negate = false;
-  size_t count;
-  double_int res;
-
-  mpz_init (min);
-  mpz_init (max);
-  get_type_bounds (type, min, max);
-
-  if (mpz_cmp (val, min) < 0)
-    mpz_set (val, min);
-  else if (mpz_cmp (val, max) > 0)
-    mpz_set (val, max);
-
-  if (mpz_sgn (val) < 0)
-    negate = true;
-
-  vp[0] = 0;
-  vp[1] = 0;
-  mpz_export (vp, &count, -1, sizeof (HOST_WIDE_INT), 0, 0, val);
-  gcc_assert (count <= 2);
-  
-  mpz_clear (min);
-  mpz_clear (max);
-
-  res.low = vp[0];
-  res.high = (HOST_WIDE_INT) vp[1];
-
-  res = double_int_ext (res, TYPE_PRECISION (type), TYPE_UNSIGNED (type));
-  if (negate)
-    res = double_int_neg (res);
-
-  return res;
-}
 
 /* Splits expression EXPR to a variable part VAR and constant OFFSET.  */
 
@@ -212,7 +126,7 @@ determine_value_range (tree type, tree var, mpz_t off,
 
   /* If the computation may wrap, we know nothing about the value, except for
      the range of the type.  */
-  get_type_bounds (type, min, max);
+  get_type_static_bounds (type, min, max);
   if (!nowrap_type_p (type))
     return;
 
@@ -283,7 +197,7 @@ refine_bounds_using_guard (tree type, tree varx, mpz_t offx,
                           tree c0, enum tree_code cmp, tree c1,
                           bounds *bnds)
 {
-  tree varc0, varc1, tmp;
+  tree varc0, varc1, tmp, ctype;
   mpz_t offc0, offc1, loffx, loffy, bnd;
   bool lbound = false;
   bool no_wrap = nowrap_type_p (type);
@@ -295,17 +209,48 @@ refine_bounds_using_guard (tree type, tree varx, mpz_t offx,
     case LE_EXPR:
     case GT_EXPR:
     case GE_EXPR:
+      STRIP_SIGN_NOPS (c0);
+      STRIP_SIGN_NOPS (c1);
+      ctype = TREE_TYPE (c0);
+      if (!tree_ssa_useless_type_conversion_1 (ctype, type))
+       return;
+
       break;
 
     case EQ_EXPR:
       /* We could derive quite precise information from EQ_EXPR, however, such
-        a guard is unlikely to appear, so we do not bother with handling it. 
-        TODO.  */
+        a guard is unlikely to appear, so we do not bother with handling
+        it.  */
       return;
 
     case NE_EXPR:
-      /* NE_EXPR comparisons do not contain much of useful information (except for
-        special cases like comparing with the bounds of the type, TODO).  */
+      /* NE_EXPR comparisons do not contain much of useful information, except for
+        special case of comparing with the bounds of the type.  */
+      if (TREE_CODE (c1) != INTEGER_CST
+         || !INTEGRAL_TYPE_P (type))
+       return;
+
+      /* Ensure that the condition speaks about an expression in the same type
+        as X and Y.  */
+      ctype = TREE_TYPE (c0);
+      if (TYPE_PRECISION (ctype) != TYPE_PRECISION (type))
+       return;
+      c0 = fold_convert (type, c0);
+      c1 = fold_convert (type, c1);
+
+      if (TYPE_MIN_VALUE (type)
+         && operand_equal_p (c1, TYPE_MIN_VALUE (type), 0))
+       {
+         cmp = GT_EXPR;
+         break;
+       }
+      if (TYPE_MAX_VALUE (type)
+         && operand_equal_p (c1, TYPE_MAX_VALUE (type), 0))
+       {
+         cmp = LT_EXPR;
+         break;
+       }
+
       return;
     default:
       return;
@@ -422,9 +367,14 @@ bound_difference (struct loop *loop, tree x, tree y, bounds *bnds)
   int cnt = 0;
   edge e;
   basic_block bb;
-  tree cond, c0, c1, ctype;
+  tree cond, c0, c1;
   enum tree_code cmp;
 
+  /* Get rid of unnecessary casts, but preserve the value of
+     the expressions.  */
+  STRIP_SIGN_NOPS (x);
+  STRIP_SIGN_NOPS (y);
+
   mpz_init (bnds->below);
   mpz_init (bnds->up);
   mpz_init (offx);
@@ -482,10 +432,6 @@ bound_difference (struct loop *loop, tree x, tree y, bounds *bnds)
       c0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
       cmp = TREE_CODE (cond);
       c1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
-      ctype = TREE_TYPE (c0);
-
-      if (!tree_ssa_useless_type_conversion_1 (ctype, type))
-       continue;
 
       if (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE)
        cmp = invert_tree_comparison (cmp, false);
@@ -671,7 +617,7 @@ number_of_iterations_ne (tree type, affine_iv *iv, tree final,
 
   mpz_init (max);
   number_of_iterations_ne_max (max, iv->no_overflow, c, s, bnds);
-  niter->max = mpz_to_double_int (niter_type, max);
+  niter->max = mpz_get_double_int (niter_type, max, false);
   mpz_clear (max);
 
   /* First the trivial cases -- when the step is 1.  */
@@ -1049,7 +995,7 @@ number_of_iterations_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
        niter->may_be_zero = fold_build2 (LT_EXPR, boolean_type_node,
                                          iv1->base, iv0->base);
       niter->niter = delta;
-      niter->max = mpz_to_double_int (niter_type, bnds->up);
+      niter->max = mpz_get_double_int (niter_type, bnds->up, false);
       return true;
     }
 
@@ -1096,7 +1042,7 @@ number_of_iterations_lt (tree type, affine_iv *iv0, affine_iv *iv1,
   mpz_add (tmp, bnds->up, mstep);
   mpz_sub_ui (tmp, tmp, 1);
   mpz_fdiv_q (tmp, tmp, mstep);
-  niter->max = mpz_to_double_int (niter_type, tmp);
+  niter->max = mpz_get_double_int (niter_type, tmp, false);
   mpz_clear (mstep);
   mpz_clear (tmp);
 
@@ -2354,46 +2300,110 @@ derive_constant_upper_bound (tree val)
     }
 }
 
+/* Records that every statement in LOOP is executed I_BOUND times.
+   REALISTIC is true if I_BOUND is expected to be close the the real number
+   of iterations.  UPPER is true if we are sure the loop iterates at most
+   I_BOUND times.  */
+
+static void
+record_niter_bound (struct loop *loop, double_int i_bound, bool realistic,
+                   bool upper)
+{
+  /* Update the bounds only when there is no previous estimation, or when the current
+     estimation is smaller.  */
+  if (upper
+      && (!loop->any_upper_bound
+         || double_int_ucmp (i_bound, loop->nb_iterations_upper_bound) < 0))
+    {
+      loop->any_upper_bound = true;
+      loop->nb_iterations_upper_bound = i_bound;
+    }
+  if (realistic
+      && (!loop->any_estimate
+         || double_int_ucmp (i_bound, loop->nb_iterations_estimate) < 0))
+    {
+      loop->any_estimate = true;
+      loop->nb_iterations_estimate = i_bound;
+    }
+}
+
 /* Records that AT_STMT is executed at most BOUND + 1 times in LOOP.  IS_EXIT
    is true if the loop is exited immediately after STMT, and this exit
    is taken at last when the STMT is executed BOUND + 1 times.
-   REALISTIC is true if the estimate comes from a reliable source
-   (number of iterations analysis, or size of data accessed in the loop).
-   I_BOUND is an unsigned double_int upper estimate on BOUND.  */
+   REALISTIC is true if BOUND is expected to be close the the real number
+   of iterations.  UPPER is true if we are sure the loop iterates at most
+   BOUND times.  I_BOUND is an unsigned double_int upper estimate on BOUND.  */
 
 static void
 record_estimate (struct loop *loop, tree bound, double_int i_bound,
-                tree at_stmt, bool is_exit, bool realistic)
+                tree at_stmt, bool is_exit, bool realistic, bool upper)
 {
-  struct nb_iter_bound *elt = xmalloc (sizeof (struct nb_iter_bound));
+  double_int delta;
+  edge exit;
 
   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
     {
       fprintf (dump_file, "Statement %s", is_exit ? "(exit)" : "");
       print_generic_expr (dump_file, at_stmt, TDF_SLIM);
-      fprintf (dump_file, " is executed at most ");
+      fprintf (dump_file, " is %sexecuted at most ",
+              upper ? "" : "probably ");
       print_generic_expr (dump_file, bound, TDF_SLIM);
       fprintf (dump_file, " (bounded by ");
       dump_double_int (dump_file, i_bound, true);
       fprintf (dump_file, ") + 1 times in loop %d.\n", loop->num);
     }
 
-  elt->bound = i_bound;
-  elt->stmt = at_stmt;
-  elt->is_exit = is_exit;
-  elt->realistic = realistic && TREE_CODE (bound) == INTEGER_CST;
-  elt->next = loop->bounds;
-  loop->bounds = elt;
+  /* If the I_BOUND is just an estimate of BOUND, it rarely is close to the
+     real number of iterations.  */
+  if (TREE_CODE (bound) != INTEGER_CST)
+    realistic = false;
+  if (!upper && !realistic)
+    return;
+
+  /* If we have a guaranteed upper bound, record it in the appropriate
+     list.  */
+  if (upper)
+    {
+      struct nb_iter_bound *elt = XNEW (struct nb_iter_bound);
+
+      elt->bound = i_bound;
+      elt->stmt = at_stmt;
+      elt->is_exit = is_exit;
+      elt->next = loop->bounds;
+      loop->bounds = elt;
+    }
+
+  /* Update the number of iteration estimates according to the bound.
+     If at_stmt is an exit, then every statement in the loop is
+     executed at most BOUND + 1 times.  If it is not an exit, then
+     some of the statements before it could be executed BOUND + 2
+     times, if an exit of LOOP is before stmt.  */
+  exit = single_exit (loop);
+  if (is_exit
+      || (exit != NULL
+         && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
+                            exit->src, bb_for_stmt (at_stmt))))
+    delta = double_int_one;
+  else
+    delta = double_int_two;
+  i_bound = double_int_add (i_bound, delta);
+
+  /* If an overflow occurred, ignore the result.  */
+  if (double_int_ucmp (i_bound, delta) < 0)
+    return;
+
+  record_niter_bound (loop, i_bound, realistic, upper);
 }
 
 /* Record the estimate on number of iterations of LOOP based on the fact that
    the induction variable BASE + STEP * i evaluated in STMT does not wrap and
-   its values belong to the range <LOW, HIGH>.  DATA_SIZE_BOUNDS_P is true if
-   LOW and HIGH are derived from the size of data.  */
+   its values belong to the range <LOW, HIGH>.  REALISTIC is true if the
+   estimated number of iterations is expected to be close to the real one.
+   UPPER is true if we are sure the induction variable does not wrap.  */
 
 static void
 record_nonwrapping_iv (struct loop *loop, tree base, tree step, tree stmt,
-                      tree low, tree high, bool data_size_bounds_p)
+                      tree low, tree high, bool realistic, bool upper)
 {
   tree niter_bound, extreme, delta;
   tree type = TREE_TYPE (base), unsigned_type;
@@ -2439,55 +2449,7 @@ record_nonwrapping_iv (struct loop *loop, tree base, tree step, tree stmt,
      would get out of the range.  */
   niter_bound = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type, delta, step);
   max = derive_constant_upper_bound (niter_bound);
-  record_estimate (loop, niter_bound, max, stmt, false, data_size_bounds_p);
-}
-
-/* Initialize LOOP->ESTIMATED_NB_ITERATIONS with the lowest safe
-   approximation of the number of iterations for LOOP.  */
-
-static void
-compute_estimated_nb_iterations (struct loop *loop)
-{
-  struct nb_iter_bound *bound;
-  double_int bnd_val, delta;
-  edge exit;
-  gcc_assert (loop->estimate_state == EST_NOT_AVAILABLE);
-
-  for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
-    {
-      if (!bound->realistic)
-       continue;
-
-      bnd_val = bound->bound;
-      /* If bound->stmt is an exit, then every statement in the loop is
-        executed at most BND_VAL + 1 times.  If it is not an exit, then
-        some of the statements before it could be executed BND_VAL + 2
-        times, if an exit of LOOP is before stmt.  */
-      exit = single_exit (loop);
-
-      if (bound->is_exit
-         || (exit != NULL
-             && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
-                                exit->src, bb_for_stmt (bound->stmt))))
-       delta = double_int_one;
-      else
-       delta = double_int_two;
-      bnd_val = double_int_add (bnd_val, delta);
-
-      /* If an overflow occured, ignore the result.  */
-      if (double_int_ucmp (bnd_val, delta) < 0)
-       continue;
-
-      /* Update only when there is no previous estimation, or when the current
-        estimation is smaller.  */
-      if (loop->estimate_state == EST_NOT_AVAILABLE
-         || double_int_ucmp (bnd_val, loop->estimated_nb_iterations) < 0)
-       {
-         loop->estimate_state = EST_AVAILABLE;
-         loop->estimated_nb_iterations = bnd_val;
-       }
-    }
+  record_estimate (loop, niter_bound, max, stmt, false, realistic, upper);
 }
 
 /* Returns true if REF is a reference to an array at the end of a dynamically
@@ -2533,12 +2495,15 @@ array_at_struct_end_p (tree ref)
 }
 
 /* Determine information about number of iterations a LOOP from the index
-   IDX of a data reference accessed in STMT.  Callback for for_each_index.  */
+   IDX of a data reference accessed in STMT.  RELIABLE is true if STMT is
+   guaranteed to be executed in every iteration of LOOP.  Callback for
+   for_each_index.  */
 
 struct ilb_data
 {
   struct loop *loop;
   tree stmt;
+  bool reliable;
 };
 
 static bool
@@ -2547,13 +2512,21 @@ idx_infer_loop_bounds (tree base, tree *idx, void *dta)
   struct ilb_data *data = dta;
   tree ev, init, step;
   tree low, high, type, next;
-  bool sign;
+  bool sign, upper = data->reliable, at_end = false;
   struct loop *loop = data->loop;
 
-  if (TREE_CODE (base) != ARRAY_REF
-      || array_at_struct_end_p (base))
+  if (TREE_CODE (base) != ARRAY_REF)
     return true;
 
+  /* For arrays at the end of the structure, we are not guaranteed that they
+     do not really extend over their declared size.  However, for arrays of
+     size greater than one, this is unlikely to be intended.  */
+  if (array_at_struct_end_p (base))
+    {
+      at_end = true;
+      upper = false;
+    }
+
   ev = instantiate_parameters (loop, analyze_scalar_evolution (loop, *idx));
   init = initial_condition (ev);
   step = evolution_part_in_loop_num (ev, loop->num);
@@ -2577,7 +2550,13 @@ idx_infer_loop_bounds (tree base, tree *idx, void *dta)
     return true;
   sign = tree_int_cst_sign_bit (step);
   type = TREE_TYPE (step);
-  
+
+  /* The array of length 1 at the end of a structure most likely extends
+     beyond its bounds.  */
+  if (at_end
+      && operand_equal_p (low, high, 0))
+    return true;
+
   /* In case the relevant bound of the array does not fit in type, or
      it does, but bound + step (in type) still belongs into the range of the
      array, the index may wrap and still stay within the range of the array
@@ -2601,28 +2580,32 @@ idx_infer_loop_bounds (tree base, tree *idx, void *dta)
       && tree_int_cst_compare (next, high) <= 0)
     return true;
 
-  record_nonwrapping_iv (loop, init, step, data->stmt, low, high, true);
+  record_nonwrapping_iv (loop, init, step, data->stmt, low, high, true, upper);
   return true;
 }
 
 /* Determine information about number of iterations a LOOP from the bounds
-   of arrays in the data reference REF accessed in STMT.  */
+   of arrays in the data reference REF accessed in STMT.  RELIABLE is true if
+   STMT is guaranteed to be executed in every iteration of LOOP.*/
 
 static void
-infer_loop_bounds_from_ref (struct loop *loop, tree stmt, tree ref)
+infer_loop_bounds_from_ref (struct loop *loop, tree stmt, tree ref,
+                           bool reliable)
 {
   struct ilb_data data;
 
   data.loop = loop;
   data.stmt = stmt;
+  data.reliable = reliable;
   for_each_index (&ref, idx_infer_loop_bounds, &data);
 }
 
 /* Determine information about number of iterations of a LOOP from the way
-   arrays are used in STMT.  */
+   arrays are used in STMT.  RELIABLE is true if STMT is guaranteed to be
+   executed in every iteration of LOOP.  */
 
 static void
-infer_loop_bounds_from_array (struct loop *loop, tree stmt)
+infer_loop_bounds_from_array (struct loop *loop, tree stmt, bool reliable)
 {
   tree call;
 
@@ -2634,10 +2617,10 @@ infer_loop_bounds_from_array (struct loop *loop, tree stmt)
       /* For each memory access, analyze its access function
         and record a bound on the loop iteration domain.  */
       if (REFERENCE_CLASS_P (op0))
-       infer_loop_bounds_from_ref (loop, stmt, op0);
+       infer_loop_bounds_from_ref (loop, stmt, op0, reliable);
 
       if (REFERENCE_CLASS_P (op1))
-       infer_loop_bounds_from_ref (loop, stmt, op1);
+       infer_loop_bounds_from_ref (loop, stmt, op1, reliable);
     }
   
   
@@ -2649,7 +2632,7 @@ infer_loop_bounds_from_array (struct loop *loop, tree stmt)
 
       FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG (arg, iter, call)
        if (REFERENCE_CLASS_P (arg))
-         infer_loop_bounds_from_ref (loop, stmt, arg);
+         infer_loop_bounds_from_ref (loop, stmt, arg, reliable);
     }
 }
 
@@ -2690,7 +2673,7 @@ infer_loop_bounds_from_signedness (struct loop *loop, tree stmt)
   low = lower_bound_in_type (type, type);
   high = upper_bound_in_type (type, type);
 
-  record_nonwrapping_iv (loop, base, step, stmt, low, high, false);
+  record_nonwrapping_iv (loop, base, step, stmt, low, high, false, true);
 }
 
 /* The following analyzers are extracting informations on the bounds
@@ -2709,6 +2692,7 @@ infer_loop_bounds_from_undefined (struct loop *loop)
   basic_block *bbs;
   block_stmt_iterator bsi;
   basic_block bb;
+  bool reliable;
   
   bbs = get_loop_body (loop);
 
@@ -2717,16 +2701,18 @@ infer_loop_bounds_from_undefined (struct loop *loop)
       bb = bbs[i];
 
       /* If BB is not executed in each iteration of the loop, we cannot
-        use it to infer any information about # of iterations of the loop.  */
-      if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, bb))
-       continue;
+        use the operations in it to infer reliable upper bound on the
+        # of iterations of the loop.  However, we can use it as a guess.  */
+      reliable = dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, bb);
 
       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
        {
          tree stmt = bsi_stmt (bsi);
 
-         infer_loop_bounds_from_array (loop, stmt);
-         infer_loop_bounds_from_signedness (loop, stmt);
+         infer_loop_bounds_from_array (loop, stmt, reliable);
+
+         if (reliable)
+           infer_loop_bounds_from_signedness (loop, stmt);
        }
 
     }
@@ -2734,6 +2720,23 @@ infer_loop_bounds_from_undefined (struct loop *loop)
   free (bbs);
 }
 
+/* Converts VAL to double_int.  */
+
+static double_int
+gcov_type_to_double_int (gcov_type val)
+{
+  double_int ret;
+
+  ret.low = (unsigned HOST_WIDE_INT) val;
+  /* If HOST_BITS_PER_WIDE_INT == HOST_BITS_PER_WIDEST_INT, avoid shifting by
+     the size of type.  */
+  val >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1;
+  val >>= 1;
+  ret.high = (unsigned HOST_WIDE_INT) val;
+
+  return ret;
+}
+
 /* Records estimates on numbers of iterations of LOOP.  */
 
 void
@@ -2744,11 +2747,14 @@ estimate_numbers_of_iterations_loop (struct loop *loop)
   unsigned i;
   struct tree_niter_desc niter_desc;
   edge ex;
+  double_int bound;
 
   /* Give up if we already have tried to compute an estimation.  */
   if (loop->estimate_state != EST_NOT_COMPUTED)
     return;
-  loop->estimate_state = EST_NOT_AVAILABLE;
+  loop->estimate_state = EST_AVAILABLE;
+  loop->any_upper_bound = false;
+  loop->any_estimate = false;
 
   exits = get_loop_exit_edges (loop);
   for (i = 0; VEC_iterate (edge, exits, i, ex); i++)
@@ -2764,12 +2770,28 @@ estimate_numbers_of_iterations_loop (struct loop *loop)
                        niter);
       record_estimate (loop, niter, niter_desc.max,
                       last_stmt (ex->src),
-                      true, true);
+                      true, true, true);
     }
   VEC_free (edge, heap, exits);
   
   infer_loop_bounds_from_undefined (loop);
-  compute_estimated_nb_iterations (loop);
+
+  /* If we have a measured profile, use it to estimate the number of
+     iterations.  */
+  if (loop->header->count != 0)
+    {
+      gcov_type nit = expected_loop_iterations_unbounded (loop) + 1;
+      bound = gcov_type_to_double_int (nit);
+      record_niter_bound (loop, bound, true, false);
+    }
+
+  /* If an upper bound is smaller than the realistic estimate of the
+     number of iterations, use the upper bound instead.  */
+  if (loop->any_upper_bound
+      && loop->any_estimate
+      && double_int_ucmp (loop->nb_iterations_upper_bound,
+                         loop->nb_iterations_estimate) < 0)
+    loop->nb_iterations_estimate = loop->nb_iterations_upper_bound;
 }
 
 /* Records estimates on numbers of iterations of loops.  */