OSDN Git Service

PR 21959
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-niter.c
index 5d01487..c99aa38 100644 (file)
@@ -15,8 +15,8 @@ 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.  */
+Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
+02110-1301, USA.  */
 
 #include "config.h"
 #include "system.h"
@@ -189,10 +189,10 @@ number_of_iterations_cond (tree type, tree base0, tree step0,
   /* Ignore loops of while (i-- < 10) type.  */
   if (code != NE_EXPR)
     {
-      if (step0 && !tree_expr_nonnegative_p (step0))
+      if (step0 && tree_int_cst_sign_bit (step0))
        return;
 
-      if (!zero_p (step1) && tree_expr_nonnegative_p (step1))
+      if (!zero_p (step1) && !tree_int_cst_sign_bit (step1))
        return;
     }
 
@@ -366,7 +366,7 @@ number_of_iterations_cond (tree type, tree base0, tree step0,
       if (!zero_p (step1))
        step0 = fold_unary_to_constant (NEGATE_EXPR, type, step1);
       step1 = NULL_TREE;
-      if (!tree_expr_nonnegative_p (fold_convert (signed_niter_type, step0)))
+      if (tree_int_cst_sign_bit (fold_convert (signed_niter_type, step0)))
        {
          step0 = fold_unary_to_constant (NEGATE_EXPR, type, step0);
          base1 = fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, base1);
@@ -627,7 +627,7 @@ simplify_replace_tree (tree expr, tree old, tree new)
 /* Expand definitions of ssa names in EXPR as long as they are simple
    enough, and return the new expression.  */
 
-static tree
+tree
 expand_simple_operations (tree expr)
 {
   unsigned i, n;
@@ -1081,8 +1081,8 @@ static tree
 chain_of_csts_start (struct loop *loop, tree x)
 {
   tree stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (x);
+  tree use;
   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
-  use_optype uses;
 
   if (!bb
       || !flow_bb_inside_loop_p (loop, bb))
@@ -1099,19 +1099,16 @@ chain_of_csts_start (struct loop *loop, tree x)
   if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
     return NULL_TREE;
 
-  if (NUM_VUSES (STMT_VUSE_OPS (stmt)) > 0)
-    return NULL_TREE;
-  if (NUM_V_MAY_DEFS (STMT_V_MAY_DEF_OPS (stmt)) > 0)
+  if (!ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
     return NULL_TREE;
-  if (NUM_V_MUST_DEFS (STMT_V_MUST_DEF_OPS (stmt)) > 0)
+  if (SINGLE_SSA_DEF_OPERAND (stmt, SSA_OP_DEF) == NULL_DEF_OPERAND_P)
     return NULL_TREE;
-  if (NUM_DEFS (STMT_DEF_OPS (stmt)) > 1)
-    return NULL_TREE;
-  uses = STMT_USE_OPS (stmt);
-  if (NUM_USES (uses) != 1)
+
+  use = SINGLE_SSA_TREE_OPERAND (stmt, SSA_OP_USE);
+  if (use == NULL_USE_OPERAND_P)
     return NULL_TREE;
 
-  return chain_of_csts_start (loop, USE_OP (uses, 0));
+  return chain_of_csts_start (loop, use);
 }
 
 /* Determines whether the expression X is derived from a result of a phi node
@@ -1164,8 +1161,8 @@ static tree
 get_val_for (tree x, tree base)
 {
   tree stmt, nx, val;
-  use_optype uses;
   use_operand_p op;
+  ssa_op_iter iter;
 
   if (!x)
     return base;
@@ -1174,16 +1171,19 @@ get_val_for (tree x, tree base)
   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
     return base;
 
-  uses = STMT_USE_OPS (stmt);
-  op = USE_OP_PTR (uses, 0);
-
-  nx = USE_FROM_PTR (op);
-  val = get_val_for (nx, base);
-  SET_USE (op, val);
-  val = fold (TREE_OPERAND (stmt, 1));
-  SET_USE (op, nx);
+  FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (op, stmt, iter, SSA_OP_USE)
+    {
+      nx = USE_FROM_PTR (op);
+      val = get_val_for (nx, base);
+      SET_USE (op, val);
+      val = fold (TREE_OPERAND (stmt, 1));
+      SET_USE (op, nx);
+      /* only iterate loop once.  */
+      return val;
+    }
 
-  return val;
+  /* Should never reach here.  */
+  gcc_unreachable();
 }
 
 /* Tries to count the number of iterations of LOOP till it exits by EXIT
@@ -1348,6 +1348,15 @@ estimate_numbers_of_iterations_loop (struct loop *loop)
   unsigned i, n_exits;
   struct tree_niter_desc niter_desc;
 
+  /* Give up if we already have tried to compute an estimation.  */
+  if (loop->estimated_nb_iterations == chrec_dont_know
+      /* Or when we already have an estimation.  */
+      || (loop->estimated_nb_iterations != NULL_TREE
+         && TREE_CODE (loop->estimated_nb_iterations) == INTEGER_CST))
+    return;
+  else
+    loop->estimated_nb_iterations = chrec_dont_know;
+
   exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
   for (i = 0; i < n_exits; i++)
     {
@@ -1368,7 +1377,7 @@ estimate_numbers_of_iterations_loop (struct loop *loop)
   free (exits);
   
   /* Analyzes the bounds of arrays accessed in the loop.  */
-  if (loop->estimated_nb_iterations == NULL_TREE)
+  if (chrec_contains_undetermined (loop->estimated_nb_iterations))
     {
       varray_type datarefs;
       VARRAY_GENERIC_PTR_INIT (datarefs, 3, "datarefs");
@@ -1445,13 +1454,18 @@ stmt_dominates_stmt_p (tree s1, tree s2)
   return dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb2, bb1);
 }
 
-/* Checks whether it is correct to count the induction variable BASE + STEP * I
-   at AT_STMT in wider TYPE, using the fact that statement OF is executed at
-   most BOUND times in the loop.  If it is possible, return the value of step
-   of the induction variable in the TYPE, otherwise return NULL_TREE.
+/* Return true when it is possible to prove that the induction
+   variable does not wrap: vary outside the type specified bounds.
+   Checks whether BOUND < VALID_NITER that means in the context of iv
+   conversion that all the iterations in the loop are safe: not
+   producing wraps.
+
+   The statement NITER_BOUND->AT_STMT is executed at most
+   NITER_BOUND->BOUND times in the loop.
    
-   ADDITIONAL is the additional condition recorded for operands of the bound.
-   This is useful in the following case, created by loop header copying:
+   NITER_BOUND->ADDITIONAL is the additional condition recorded for
+   operands of the bound.  This is useful in the following case,
+   created by loop header copying:
 
    i = 0;
    if (n > 0)
@@ -1465,108 +1479,248 @@ stmt_dominates_stmt_p (tree s1, tree s2)
    assumption "n > 0" says us that the value of the number of iterations is at
    most MAX_TYPE - 1 (without this assumption, it might overflow).  */
 
-static tree
-can_count_iv_in_wider_type_bound (tree type, tree base, tree step,
-                                 tree at_stmt,
-                                 tree bound,
-                                 tree additional,
-                                 tree of)
+static bool
+proved_non_wrapping_p (tree at_stmt,
+                      struct nb_iter_bound *niter_bound, 
+                      tree new_type,
+                      tree valid_niter)
 {
-  tree inner_type = TREE_TYPE (base), b, bplusstep, new_step, new_step_abs;
-  tree valid_niter, extreme, unsigned_type, delta, bound_type;
   tree cond;
+  tree bound = niter_bound->bound;
+
+  if (TYPE_PRECISION (new_type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (bound)))
+    bound = fold_convert (unsigned_type_for (new_type), bound);
+  else
+    valid_niter = fold_convert (TREE_TYPE (bound), valid_niter);
+
+  /* After the statement niter_bound->at_stmt we know that anything is
+     executed at most BOUND times.  */
+  if (at_stmt && stmt_dominates_stmt_p (niter_bound->at_stmt, at_stmt))
+    cond = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node, valid_niter, bound);
+
+  /* Before the statement niter_bound->at_stmt we know that anything
+     is executed at most BOUND + 1 times.  */
+  else
+    cond = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node, valid_niter, bound);
+
+  if (nonzero_p (cond))
+    return true;
+
+  /* Try taking additional conditions into account.  */
+  cond = fold_build2 (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
+                     invert_truthvalue (niter_bound->additional),
+                     cond);
+
+  if (nonzero_p (cond))
+    return true;
 
-  b = fold_convert (type, base);
-  bplusstep = fold_convert (type,
-                           fold_build2 (PLUS_EXPR, inner_type, base, step));
-  new_step = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bplusstep, b);
-  if (TREE_CODE (new_step) != INTEGER_CST)
+  return false;
+}
+
+/* Checks whether it is correct to count the induction variable BASE +
+   STEP * I at AT_STMT in a wider type NEW_TYPE, using the bounds on
+   numbers of iterations of a LOOP.  If it is possible, return the
+   value of step of the induction variable in the NEW_TYPE, otherwise
+   return NULL_TREE.  */
+
+static tree
+convert_step_widening (struct loop *loop, tree new_type, tree base, tree step,
+                      tree at_stmt)
+{
+  struct nb_iter_bound *bound;
+  tree base_in_new_type, base_plus_step_in_new_type, step_in_new_type;
+  tree delta, step_abs;
+  tree unsigned_type, valid_niter;
+
+  /* Compute the new step.  For example, {(uchar) 100, +, (uchar) 240}
+     is converted to {(uint) 100, +, (uint) 0xfffffff0} in order to
+     keep the values of the induction variable unchanged: 100, 84, 68,
+     ...
+
+     Another example is: (uint) {(uchar)100, +, (uchar)3} is converted
+     to {(uint)100, +, (uint)3}.  
+
+     Before returning the new step, verify that the number of
+     iterations is less than DELTA / STEP_ABS (i.e. in the previous
+     example (256 - 100) / 3) such that the iv does not wrap (in which
+     case the operations are too difficult to be represented and
+     handled: the values of the iv should be taken modulo 256 in the
+     wider type; this is not implemented).  */
+  base_in_new_type = fold_convert (new_type, base);
+  base_plus_step_in_new_type = 
+    fold_convert (new_type,
+                 fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (base), base, step));
+  step_in_new_type = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type,
+                                 base_plus_step_in_new_type,
+                                 base_in_new_type);
+
+  if (TREE_CODE (step_in_new_type) != INTEGER_CST)
     return NULL_TREE;
 
-  switch (compare_trees (bplusstep, b))
+  switch (compare_trees (base_plus_step_in_new_type, base_in_new_type))
     {
     case -1:
-      extreme = upper_bound_in_type (type, inner_type);
-      delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, extreme, b);
-      new_step_abs = new_step;
-      break;
+      {
+       tree extreme = upper_bound_in_type (new_type, TREE_TYPE (base));
+       delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type, extreme,
+                            base_in_new_type);
+       step_abs = step_in_new_type;
+       break;
+      }
 
     case 1:
-      extreme = lower_bound_in_type (type, inner_type);
-      new_step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, new_step);
-      delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, b, extreme);
-      break;
+      {
+       tree extreme = lower_bound_in_type (new_type, TREE_TYPE (base));
+       delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, new_type, base_in_new_type,
+                            extreme);
+       step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, new_type, step_in_new_type);
+       break;
+      }
 
     case 0:
-      return new_step;
+      return step_in_new_type;
 
     default:
       return NULL_TREE;
     }
 
-  unsigned_type = unsigned_type_for (type);
+  unsigned_type = unsigned_type_for (new_type);
   delta = fold_convert (unsigned_type, delta);
-  new_step_abs = fold_convert (unsigned_type, new_step_abs);
+  step_abs = fold_convert (unsigned_type, step_abs);
   valid_niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type,
-                            delta, new_step_abs);
+                            delta, step_abs);
 
-  bound_type = TREE_TYPE (bound);
-  if (TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (bound_type))
-    bound = fold_convert (unsigned_type, bound);
-  else
-    valid_niter = fold_convert (bound_type, valid_niter);
-    
-  if (at_stmt && stmt_dominates_stmt_p (of, at_stmt))
+  estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
+  for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
+    if (proved_non_wrapping_p (at_stmt, bound, new_type, valid_niter))
+      return step_in_new_type;
+
+  /* Fail when the loop has no bound estimations, or when no bound can
+     be used for verifying the conversion.  */
+  return NULL_TREE;
+}
+
+/* Return false only when the induction variable BASE + STEP * I is
+   known to not overflow: i.e. when the number of iterations is small
+   enough with respect to the step and initial condition in order to
+   keep the evolution confined in TYPEs bounds.  Return true when the
+   iv is known to overflow or when the property is not computable.
+
+   Initialize INIT_IS_MAX to true when the evolution goes from
+   INIT_IS_MAX to LOWER_BOUND_IN_TYPE, false in the contrary case, not
+   defined when the function returns true.  */
+
+bool
+scev_probably_wraps_p (tree type, tree base, tree step, 
+                      tree at_stmt, struct loop *loop,
+                      bool *init_is_max)
+{
+  struct nb_iter_bound *bound;
+  tree delta, step_abs;
+  tree unsigned_type, valid_niter;
+  tree base_plus_step = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, base, step);
+
+  switch (compare_trees (base_plus_step, base))
     {
-      /* After the statement OF we know that anything is executed at most
-        BOUND times.  */
-      cond = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node, valid_niter, bound);
+    case -1:
+      {
+       tree extreme = upper_bound_in_type (type, TREE_TYPE (base));
+       delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, extreme, base);
+       step_abs = step;
+       *init_is_max = false;
+       break;
+      }
+
+    case 1:
+      {
+       tree extreme = lower_bound_in_type (type, TREE_TYPE (base));
+       delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, base, extreme);
+       step_abs = fold_build1 (NEGATE_EXPR, type, step);
+       *init_is_max = true;
+       break;
+      }
+
+    case 0:
+      /* This means step is equal to 0.  This should not happen.  It
+        could happen in convert step, but not here.  Safely answer
+        don't know as in the default case.  */
+
+    default:
+      return true;
     }
-  else
+
+  /* If AT_STMT represents a cast operation, we may not be able to
+     take advantage of the undefinedness of signed type evolutions.
+     See PR 21959 for a test case.  Essentially, given a cast
+     operation
+               unsigned char i;
+               signed char i.0;
+               ...
+               i.0_6 = (signed char) i_2;
+               if (i.0_6 < 0)
+                 ...
+
+     where i_2 and i.0_6 have the scev {0, +, 1}, we would consider
+     i_2 to wrap around, but not i.0_6, because it is of a signed
+     type.  This causes VRP to erroneously fold the predicate above
+     because it thinks that i.0_6 cannot be negative.  */
+  if (TREE_CODE (at_stmt) == MODIFY_EXPR)
     {
-      /* Before the statement OF we know that anything is executed at most
-        BOUND + 1 times.  */
-      cond = fold_build2 (GT_EXPR, boolean_type_node, valid_niter, bound);
+      tree rhs = TREE_OPERAND (at_stmt, 1);
+      tree outer_t = TREE_TYPE (rhs);
+
+      if (!TYPE_UNSIGNED (outer_t)
+         && (TREE_CODE (rhs) == NOP_EXPR || TREE_CODE (rhs) == CONVERT_EXPR))
+       {
+         tree inner_t = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0));
+
+         /* If the inner type is unsigned and its size and/or
+            precision are smaller to that of the outer type, then the
+            expression may wrap around.  */
+         if (TYPE_UNSIGNED (inner_t)
+             && (TYPE_SIZE (inner_t) <= TYPE_SIZE (outer_t)
+                 || TYPE_PRECISION (inner_t) <= TYPE_PRECISION (outer_t)))
+           return true;
+       }
     }
 
-  if (nonzero_p (cond))
-    return new_step;
+  /* After having set INIT_IS_MAX, we can return false: when not using
+     wrapping arithmetic, signed types don't wrap.  */
+  if (!flag_wrapv && !TYPE_UNSIGNED (type))
+    return false;
 
-  /* Try taking additional conditions into account.  */
-  cond = fold_build2 (TRUTH_OR_EXPR, boolean_type_node,
-                     invert_truthvalue (additional),
-                     cond);
-  if (nonzero_p (cond))
-    return new_step;
+  unsigned_type = unsigned_type_for (type);
+  delta = fold_convert (unsigned_type, delta);
+  step_abs = fold_convert (unsigned_type, step_abs);
+  valid_niter = fold_build2 (FLOOR_DIV_EXPR, unsigned_type, delta, step_abs);
 
-  return NULL_TREE;
+  estimate_numbers_of_iterations_loop (loop);
+  for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
+    if (proved_non_wrapping_p (at_stmt, bound, type, valid_niter))
+      return false;
+
+  /* At this point we still don't have a proof that the iv does not
+     overflow: give up.  */
+  return true;
 }
 
-/* Checks whether it is correct to count the induction variable BASE + STEP * I
-   at AT_STMT in wider TYPE, using the bounds on numbers of iterations of a
-   LOOP.  If it is possible, return the value of step of the induction variable
-   in the TYPE, otherwise return NULL_TREE.  */
+/* Return the conversion to NEW_TYPE of the STEP of an induction
+   variable BASE + STEP * I at AT_STMT.  */
 
 tree
-can_count_iv_in_wider_type (struct loop *loop, tree type, tree base, tree step,
-                           tree at_stmt)
+convert_step (struct loop *loop, tree new_type, tree base, tree step,
+             tree at_stmt)
 {
-  struct nb_iter_bound *bound;
-  tree new_step;
+  tree base_type = TREE_TYPE (base);
 
-  for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
-    {
-      new_step = can_count_iv_in_wider_type_bound (type, base, step,
-                                                  at_stmt,
-                                                  bound->bound,
-                                                  bound->additional,
-                                                  bound->at_stmt);
-
-      if (new_step)
-       return new_step;
-    }
+  /* When not using wrapping arithmetic, signed types don't wrap.  */
+  if (!flag_wrapv && !TYPE_UNSIGNED (base_type))
+    return fold_convert (new_type, step);
 
-  return NULL_TREE;
+  if (TYPE_PRECISION (new_type) > TYPE_PRECISION (base_type))
+    return convert_step_widening (loop, new_type, base, step, at_stmt);
+
+  return fold_convert (new_type, step);
 }
 
 /* Frees the information on upper bounds on numbers of iterations of LOOP.  */
@@ -1600,3 +1754,21 @@ free_numbers_of_iterations_estimates (struct loops *loops)
        free_numbers_of_iterations_estimates_loop (loop);
     }
 }
+
+/* Substitute value VAL for ssa name NAME inside expressions held
+   at LOOP.  */
+
+void
+substitute_in_loop_info (struct loop *loop, tree name, tree val)
+{
+  struct nb_iter_bound *bound;
+
+  loop->nb_iterations = simplify_replace_tree (loop->nb_iterations, name, val);
+  loop->estimated_nb_iterations
+         = simplify_replace_tree (loop->estimated_nb_iterations, name, val);
+  for (bound = loop->bounds; bound; bound = bound->next)
+    {
+      bound->bound = simplify_replace_tree (bound->bound, name, val);
+      bound->additional = simplify_replace_tree (bound->additional, name, val);
+    }
+}