]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.0.git/blob - contrib/gcc/tree-ssa-loop-manip.c
- Copy stable/10 (r259064) to releng/10.0 as part of the
[FreeBSD/releng/10.0.git] / contrib / gcc / tree-ssa-loop-manip.c
1 /* High-level loop manipulation functions.
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
3    
4 This file is part of GCC.
5    
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
7 under the terms of the GNU General Public License as published by the
8 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
9 later version.
10    
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
12 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15    
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
19 02110-1301, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "rtl.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "hard-reg-set.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "output.h"
31 #include "diagnostic.h"
32 #include "tree-flow.h"
33 #include "tree-dump.h"
34 #include "timevar.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-pass.h"
37 #include "cfglayout.h"
38 #include "tree-scalar-evolution.h"
39 #include "params.h"
40
41 /* Creates an induction variable with value BASE + STEP * iteration in LOOP.
42    It is expected that neither BASE nor STEP are shared with other expressions
43    (unless the sharing rules allow this).  Use VAR as a base var_decl for it
44    (if NULL, a new temporary will be created).  The increment will occur at
45    INCR_POS (after it if AFTER is true, before it otherwise).  INCR_POS and 
46    AFTER can be computed using standard_iv_increment_position.  The ssa versions
47    of the variable before and after increment will be stored in VAR_BEFORE and
48    VAR_AFTER (unless they are NULL).  */
49
50 void
51 create_iv (tree base, tree step, tree var, struct loop *loop,
52            block_stmt_iterator *incr_pos, bool after,
53            tree *var_before, tree *var_after)
54 {
55   tree stmt, initial, step1, stmts;
56   tree vb, va;
57   enum tree_code incr_op = PLUS_EXPR;
58   edge pe = loop_preheader_edge (loop);
59
60   if (!var)
61     {
62       var = create_tmp_var (TREE_TYPE (base), "ivtmp");
63       add_referenced_var (var);
64     }
65
66   vb = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
67   if (var_before)
68     *var_before = vb;
69   va = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
70   if (var_after)
71     *var_after = va;
72
73   /* For easier readability of the created code, produce MINUS_EXPRs
74      when suitable.  */
75   if (TREE_CODE (step) == INTEGER_CST)
76     {
77       if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (step)))
78         {
79           step1 = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
80           if (tree_int_cst_lt (step1, step))
81             {
82               incr_op = MINUS_EXPR;
83               step = step1;
84             }
85         }
86       else
87         {
88           bool ovf;
89
90           if (!tree_expr_nonnegative_warnv_p (step, &ovf)
91               && may_negate_without_overflow_p (step))
92             {
93               incr_op = MINUS_EXPR;
94               step = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (step), step);
95             }
96         }
97     }
98
99   /* Gimplify the step if necessary.  We put the computations in front of the
100      loop (i.e. the step should be loop invariant).  */
101   step = force_gimple_operand (step, &stmts, true, var);
102   if (stmts)
103     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (pe, stmts);
104
105   stmt = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node, va,
106                  build2 (incr_op, TREE_TYPE (base),
107                          vb, step));
108   SSA_NAME_DEF_STMT (va) = stmt;
109   if (after)
110     bsi_insert_after (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
111   else
112     bsi_insert_before (incr_pos, stmt, BSI_NEW_STMT);
113
114   initial = force_gimple_operand (base, &stmts, true, var);
115   if (stmts)
116     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (pe, stmts);
117
118   stmt = create_phi_node (vb, loop->header);
119   SSA_NAME_DEF_STMT (vb) = stmt;
120   add_phi_arg (stmt, initial, loop_preheader_edge (loop));
121   add_phi_arg (stmt, va, loop_latch_edge (loop));
122 }
123
124 /* Add exit phis for the USE on EXIT.  */
125
126 static void
127 add_exit_phis_edge (basic_block exit, tree use)
128 {
129   tree phi, def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
130   basic_block def_bb = bb_for_stmt (def_stmt);
131   struct loop *def_loop;
132   edge e;
133   edge_iterator ei;
134
135   /* Check that some of the edges entering the EXIT block exits a loop in
136      that USE is defined.  */
137   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
138     {
139       def_loop = find_common_loop (def_bb->loop_father, e->src->loop_father);
140       if (!flow_bb_inside_loop_p (def_loop, e->dest))
141         break;
142     }
143
144   if (!e)
145     return;
146
147   phi = create_phi_node (use, exit);
148   create_new_def_for (PHI_RESULT (phi), phi, PHI_RESULT_PTR (phi));
149   FOR_EACH_EDGE (e, ei, exit->preds)
150     add_phi_arg (phi, use, e);
151 }
152
153 /* Add exit phis for VAR that is used in LIVEIN.
154    Exits of the loops are stored in EXITS.  */
155
156 static void
157 add_exit_phis_var (tree var, bitmap livein, bitmap exits)
158 {
159   bitmap def;
160   unsigned index;
161   basic_block def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (var));
162   bitmap_iterator bi;
163
164   if (is_gimple_reg (var))
165     bitmap_clear_bit (livein, def_bb->index);
166   else
167     bitmap_set_bit (livein, def_bb->index);
168
169   def = BITMAP_ALLOC (NULL);
170   bitmap_set_bit (def, def_bb->index);
171   compute_global_livein (livein, def);
172   BITMAP_FREE (def);
173
174   EXECUTE_IF_AND_IN_BITMAP (exits, livein, 0, index, bi)
175     {
176       add_exit_phis_edge (BASIC_BLOCK (index), var);
177     }
178 }
179
180 /* Add exit phis for the names marked in NAMES_TO_RENAME.
181    Exits of the loops are stored in EXITS.  Sets of blocks where the ssa
182    names are used are stored in USE_BLOCKS.  */
183
184 static void
185 add_exit_phis (bitmap names_to_rename, bitmap *use_blocks, bitmap loop_exits)
186 {
187   unsigned i;
188   bitmap_iterator bi;
189
190   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (names_to_rename, 0, i, bi)
191     {
192       add_exit_phis_var (ssa_name (i), use_blocks[i], loop_exits);
193     }
194 }
195
196 /* Returns a bitmap of all loop exit edge targets.  */
197
198 static bitmap
199 get_loops_exits (void)
200 {
201   bitmap exits = BITMAP_ALLOC (NULL);
202   basic_block bb;
203   edge e;
204   edge_iterator ei;
205
206   FOR_EACH_BB (bb)
207     {
208       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
209         if (e->src != ENTRY_BLOCK_PTR
210             && !flow_bb_inside_loop_p (e->src->loop_father, bb))
211           {
212             bitmap_set_bit (exits, bb->index);
213             break;
214           }
215     }
216
217   return exits;
218 }
219
220 /* For USE in BB, if it is used outside of the loop it is defined in,
221    mark it for rewrite.  Record basic block BB where it is used
222    to USE_BLOCKS.  Record the ssa name index to NEED_PHIS bitmap.  */
223
224 static void
225 find_uses_to_rename_use (basic_block bb, tree use, bitmap *use_blocks,
226                          bitmap need_phis)
227 {
228   unsigned ver;
229   basic_block def_bb;
230   struct loop *def_loop;
231
232   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME)
233     return;
234
235   /* We don't need to keep virtual operands in loop-closed form.  */
236   if (!is_gimple_reg (use))
237     return;
238
239   ver = SSA_NAME_VERSION (use);
240   def_bb = bb_for_stmt (SSA_NAME_DEF_STMT (use));
241   if (!def_bb)
242     return;
243   def_loop = def_bb->loop_father;
244
245   /* If the definition is not inside loop, it is not interesting.  */
246   if (!def_loop->outer)
247     return;
248
249   if (!use_blocks[ver])
250     use_blocks[ver] = BITMAP_ALLOC (NULL);
251   bitmap_set_bit (use_blocks[ver], bb->index);
252
253   bitmap_set_bit (need_phis, ver);
254 }
255
256 /* For uses in STMT, mark names that are used outside of the loop they are
257    defined to rewrite.  Record the set of blocks in that the ssa
258    names are defined to USE_BLOCKS and the ssa names themselves to
259    NEED_PHIS.  */
260
261 static void
262 find_uses_to_rename_stmt (tree stmt, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
263 {
264   ssa_op_iter iter;
265   tree var;
266   basic_block bb = bb_for_stmt (stmt);
267
268   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES | SSA_OP_ALL_KILLS)
269     find_uses_to_rename_use (bb, var, use_blocks, need_phis);
270 }
271
272 /* Marks names that are used in BB and outside of the loop they are
273    defined in for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
274    names are defined to USE_BLOCKS.  Record the SSA names that will
275    need exit PHIs in NEED_PHIS.  */
276
277 static void
278 find_uses_to_rename_bb (basic_block bb, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
279 {
280   block_stmt_iterator bsi;
281   edge e;
282   edge_iterator ei;
283   tree phi;
284
285   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
286     for (phi = phi_nodes (e->dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
287       find_uses_to_rename_use (bb, PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e),
288                                use_blocks, need_phis);
289  
290   for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
291     find_uses_to_rename_stmt (bsi_stmt (bsi), use_blocks, need_phis);
292 }
293      
294 /* Marks names that are used outside of the loop they are defined in
295    for rewrite.  Records the set of blocks in that the ssa
296    names are defined to USE_BLOCKS.  If CHANGED_BBS is not NULL,
297    scan only blocks in this set.  */
298
299 static void
300 find_uses_to_rename (bitmap changed_bbs, bitmap *use_blocks, bitmap need_phis)
301 {
302   basic_block bb;
303   unsigned index;
304   bitmap_iterator bi;
305
306   if (changed_bbs && !bitmap_empty_p (changed_bbs))
307     {
308       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (changed_bbs, 0, index, bi)
309         {
310           find_uses_to_rename_bb (BASIC_BLOCK (index), use_blocks, need_phis);
311         }
312     }
313   else
314     {
315       FOR_EACH_BB (bb)
316         {
317           find_uses_to_rename_bb (bb, use_blocks, need_phis);
318         }
319     }
320 }
321
322 /* Rewrites the program into a loop closed ssa form -- i.e. inserts extra
323    phi nodes to ensure that no variable is used outside the loop it is
324    defined in.
325
326    This strengthening of the basic ssa form has several advantages:
327
328    1) Updating it during unrolling/peeling/versioning is trivial, since
329       we do not need to care about the uses outside of the loop.
330    2) The behavior of all uses of an induction variable is the same.
331       Without this, you need to distinguish the case when the variable
332       is used outside of the loop it is defined in, for example
333
334       for (i = 0; i < 100; i++)
335         {
336           for (j = 0; j < 100; j++)
337             {
338               k = i + j;
339               use1 (k);
340             }
341           use2 (k);
342         }
343
344       Looking from the outer loop with the normal SSA form, the first use of k
345       is not well-behaved, while the second one is an induction variable with
346       base 99 and step 1.
347       
348       If CHANGED_BBS is not NULL, we look for uses outside loops only in
349       the basic blocks in this set.
350
351       UPDATE_FLAG is used in the call to update_ssa.  See
352       TODO_update_ssa* for documentation.  */
353
354 void
355 rewrite_into_loop_closed_ssa (bitmap changed_bbs, unsigned update_flag)
356 {
357   bitmap loop_exits = get_loops_exits ();
358   bitmap *use_blocks;
359   unsigned i, old_num_ssa_names;
360   bitmap names_to_rename = BITMAP_ALLOC (NULL);
361
362   /* If the pass has caused the SSA form to be out-of-date, update it
363      now.  */
364   update_ssa (update_flag);
365
366   old_num_ssa_names = num_ssa_names;
367   use_blocks = XCNEWVEC (bitmap, old_num_ssa_names);
368
369   /* Find the uses outside loops.  */
370   find_uses_to_rename (changed_bbs, use_blocks, names_to_rename);
371
372   /* Add the PHI nodes on exits of the loops for the names we need to
373      rewrite.  */
374   add_exit_phis (names_to_rename, use_blocks, loop_exits);
375
376   for (i = 0; i < old_num_ssa_names; i++)
377     BITMAP_FREE (use_blocks[i]);
378   free (use_blocks);
379   BITMAP_FREE (loop_exits);
380   BITMAP_FREE (names_to_rename);
381
382   /* Fix up all the names found to be used outside their original
383      loops.  */
384   update_ssa (TODO_update_ssa);
385 }
386
387 /* Check invariants of the loop closed ssa form for the USE in BB.  */
388
389 static void
390 check_loop_closed_ssa_use (basic_block bb, tree use)
391 {
392   tree def;
393   basic_block def_bb;
394   
395   if (TREE_CODE (use) != SSA_NAME || !is_gimple_reg (use))
396     return;
397
398   def = SSA_NAME_DEF_STMT (use);
399   def_bb = bb_for_stmt (def);
400   gcc_assert (!def_bb
401               || flow_bb_inside_loop_p (def_bb->loop_father, bb));
402 }
403
404 /* Checks invariants of loop closed ssa form in statement STMT in BB.  */
405
406 static void
407 check_loop_closed_ssa_stmt (basic_block bb, tree stmt)
408 {
409   ssa_op_iter iter;
410   tree var;
411
412   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, stmt, iter, SSA_OP_ALL_USES | SSA_OP_ALL_KILLS)
413     check_loop_closed_ssa_use (bb, var);
414 }
415
416 /* Checks that invariants of the loop closed ssa form are preserved.  */
417
418 void
419 verify_loop_closed_ssa (void)
420 {
421   basic_block bb;
422   block_stmt_iterator bsi;
423   tree phi;
424   unsigned i;
425
426   if (current_loops == NULL)
427     return;
428
429   verify_ssa (false);
430
431   FOR_EACH_BB (bb)
432     {
433       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
434         for (i = 0; i < (unsigned) PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
435           check_loop_closed_ssa_use (PHI_ARG_EDGE (phi, i)->src,
436                                      PHI_ARG_DEF (phi, i));
437
438       for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
439         check_loop_closed_ssa_stmt (bb, bsi_stmt (bsi));
440     }
441 }
442
443 /* Split loop exit edge EXIT.  The things are a bit complicated by a need to
444    preserve the loop closed ssa form.  */
445
446 void
447 split_loop_exit_edge (edge exit)
448 {
449   basic_block dest = exit->dest;
450   basic_block bb = loop_split_edge_with (exit, NULL);
451   tree phi, new_phi, new_name, name;
452   use_operand_p op_p;
453
454   for (phi = phi_nodes (dest); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
455     {
456       op_p = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi, single_succ_edge (bb));
457
458       name = USE_FROM_PTR (op_p);
459
460       /* If the argument of the phi node is a constant, we do not need
461          to keep it inside loop.  */
462       if (TREE_CODE (name) != SSA_NAME)
463         continue;
464
465       /* Otherwise create an auxiliary phi node that will copy the value
466          of the ssa name out of the loop.  */
467       new_name = duplicate_ssa_name (name, NULL);
468       new_phi = create_phi_node (new_name, bb);
469       SSA_NAME_DEF_STMT (new_name) = new_phi;
470       add_phi_arg (new_phi, name, exit);
471       SET_USE (op_p, new_name);
472     }
473 }
474
475 /* Insert statement STMT to the edge E and update the loop structures.
476    Returns the newly created block (if any).  */
477
478 basic_block
479 bsi_insert_on_edge_immediate_loop (edge e, tree stmt)
480 {
481   basic_block src, dest, new_bb;
482   struct loop *loop_c;
483
484   src = e->src;
485   dest = e->dest;
486
487   loop_c = find_common_loop (src->loop_father, dest->loop_father);
488
489   new_bb = bsi_insert_on_edge_immediate (e, stmt);
490
491   if (!new_bb)
492     return NULL;
493
494   add_bb_to_loop (new_bb, loop_c);
495   if (dest->loop_father->latch == src)
496     dest->loop_father->latch = new_bb;
497
498   return new_bb;
499 }
500
501 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
502    variables incremented at the end of the LOOP.  */
503
504 basic_block
505 ip_end_pos (struct loop *loop)
506 {
507   return loop->latch;
508 }
509
510 /* Returns the basic block in that statements should be emitted for induction
511    variables incremented just before exit condition of a LOOP.  */
512
513 basic_block
514 ip_normal_pos (struct loop *loop)
515 {
516   tree last;
517   basic_block bb;
518   edge exit;
519
520   if (!single_pred_p (loop->latch))
521     return NULL;
522
523   bb = single_pred (loop->latch);
524   last = last_stmt (bb);
525   if (TREE_CODE (last) != COND_EXPR)
526     return NULL;
527
528   exit = EDGE_SUCC (bb, 0);
529   if (exit->dest == loop->latch)
530     exit = EDGE_SUCC (bb, 1);
531
532   if (flow_bb_inside_loop_p (loop, exit->dest))
533     return NULL;
534
535   return bb;
536 }
537
538 /* Stores the standard position for induction variable increment in LOOP
539    (just before the exit condition if it is available and latch block is empty,
540    end of the latch block otherwise) to BSI.  INSERT_AFTER is set to true if
541    the increment should be inserted after *BSI.  */
542
543 void
544 standard_iv_increment_position (struct loop *loop, block_stmt_iterator *bsi,
545                                 bool *insert_after)
546 {
547   basic_block bb = ip_normal_pos (loop), latch = ip_end_pos (loop);
548   tree last = last_stmt (latch);
549
550   if (!bb
551       || (last && TREE_CODE (last) != LABEL_EXPR))
552     {
553       *bsi = bsi_last (latch);
554       *insert_after = true;
555     }
556   else
557     {
558       *bsi = bsi_last (bb);
559       *insert_after = false;
560     }
561 }
562
563 /* Copies phi node arguments for duplicated blocks.  The index of the first
564    duplicated block is FIRST_NEW_BLOCK.  */
565
566 static void
567 copy_phi_node_args (unsigned first_new_block)
568 {
569   unsigned i;
570
571   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
572     BASIC_BLOCK (i)->flags |= BB_DUPLICATED;
573
574   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
575     add_phi_args_after_copy_bb (BASIC_BLOCK (i));
576
577   for (i = first_new_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
578     BASIC_BLOCK (i)->flags &= ~BB_DUPLICATED;
579 }
580
581
582 /* The same as cfgloopmanip.c:duplicate_loop_to_header_edge, but also
583    updates the PHI nodes at start of the copied region.  In order to
584    achieve this, only loops whose exits all lead to the same location
585    are handled.
586
587    Notice that we do not completely update the SSA web after
588    duplication.  The caller is responsible for calling update_ssa
589    after the loop has been duplicated.  */
590
591 bool
592 tree_duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
593                                     struct loops *loops,
594                                     unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
595                                     edge orig, edge *to_remove,
596                                     unsigned int *n_to_remove, int flags)
597 {
598   unsigned first_new_block;
599
600   if (!(loops->state & LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES))
601     return false;
602   if (!(loops->state & LOOPS_HAVE_PREHEADERS))
603     return false;
604
605 #ifdef ENABLE_CHECKING
606   verify_loop_closed_ssa ();
607 #endif
608
609   first_new_block = last_basic_block;
610   if (!duplicate_loop_to_header_edge (loop, e, loops, ndupl, wont_exit,
611                                       orig, to_remove, n_to_remove, flags))
612     return false;
613
614   /* Readd the removed phi args for e.  */
615   flush_pending_stmts (e);
616
617   /* Copy the phi node arguments.  */
618   copy_phi_node_args (first_new_block);
619
620   scev_reset ();
621
622   return true;
623 }
624
625 /* Build if (COND) goto THEN_LABEL; else goto ELSE_LABEL;  */
626
627 static tree
628 build_if_stmt (tree cond, tree then_label, tree else_label)
629 {
630   return build3 (COND_EXPR, void_type_node,
631                  cond,
632                  build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, then_label),
633                  build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, else_label));
634 }
635
636 /* Returns true if we can unroll LOOP FACTOR times.  Number
637    of iterations of the loop is returned in NITER.  */
638
639 bool
640 can_unroll_loop_p (struct loop *loop, unsigned factor,
641                    struct tree_niter_desc *niter)
642 {
643   edge exit;
644
645   /* Check whether unrolling is possible.  We only want to unroll loops
646      for that we are able to determine number of iterations.  We also
647      want to split the extra iterations of the loop from its end,
648      therefore we require that the loop has precisely one
649      exit.  */
650
651   exit = single_dom_exit (loop);
652   if (!exit)
653     return false;
654
655   if (!number_of_iterations_exit (loop, exit, niter, false)
656       || niter->cmp == ERROR_MARK
657       /* Scalar evolutions analysis might have copy propagated
658          the abnormal ssa names into these expressions, hence
659          emiting the computations based on them during loop
660          unrolling might create overlapping life ranges for
661          them, and failures in out-of-ssa.  */
662       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->may_be_zero)
663       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.base)
664       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->control.step)
665       || contains_abnormal_ssa_name_p (niter->bound))
666     return false;
667
668   /* And of course, we must be able to duplicate the loop.  */
669   if (!can_duplicate_loop_p (loop))
670     return false;
671
672   /* The final loop should be small enough.  */
673   if (tree_num_loop_insns (loop) * factor
674       > (unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_MAX_UNROLLED_INSNS))
675     return false;
676
677   return true;
678 }
679
680 /* Determines the conditions that control execution of LOOP unrolled FACTOR
681    times.  DESC is number of iterations of LOOP.  ENTER_COND is set to
682    condition that must be true if the main loop can be entered.
683    EXIT_BASE, EXIT_STEP, EXIT_CMP and EXIT_BOUND are set to values describing
684    how the exit from the unrolled loop should be controlled.  */
685
686 static void
687 determine_exit_conditions (struct loop *loop, struct tree_niter_desc *desc,
688                            unsigned factor, tree *enter_cond,
689                            tree *exit_base, tree *exit_step,
690                            enum tree_code *exit_cmp, tree *exit_bound)
691 {
692   tree stmts;
693   tree base = desc->control.base;
694   tree step = desc->control.step;
695   tree bound = desc->bound;
696   tree type = TREE_TYPE (base);
697   tree bigstep, delta;
698   tree min = lower_bound_in_type (type, type);
699   tree max = upper_bound_in_type (type, type);
700   enum tree_code cmp = desc->cmp;
701   tree cond = boolean_true_node, assum;
702
703   *enter_cond = boolean_false_node;
704   *exit_base = NULL_TREE;
705   *exit_step = NULL_TREE;
706   *exit_cmp = ERROR_MARK;
707   *exit_bound = NULL_TREE;
708   gcc_assert (cmp != ERROR_MARK);
709
710   /* We only need to be correct when we answer question
711      "Do at least FACTOR more iterations remain?" in the unrolled loop.
712      Thus, transforming BASE + STEP * i <> BOUND to
713      BASE + STEP * i < BOUND is ok.  */
714   if (cmp == NE_EXPR)
715     {
716       if (tree_int_cst_sign_bit (step))
717         cmp = GT_EXPR;
718       else
719         cmp = LT_EXPR;
720     }
721   else if (cmp == LT_EXPR)
722     {
723       gcc_assert (!tree_int_cst_sign_bit (step));
724     }
725   else if (cmp == GT_EXPR)
726     {
727       gcc_assert (tree_int_cst_sign_bit (step));
728     }
729   else
730     gcc_unreachable ();
731
732   /* The main body of the loop may be entered iff:
733
734      1) desc->may_be_zero is false.
735      2) it is possible to check that there are at least FACTOR iterations
736         of the loop, i.e., BOUND - step * FACTOR does not overflow.
737      3) # of iterations is at least FACTOR  */
738
739   if (!zero_p (desc->may_be_zero))
740     cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node,
741                         invert_truthvalue (desc->may_be_zero),
742                         cond);
743
744   bigstep = fold_build2 (MULT_EXPR, type, step,
745                          build_int_cst_type (type, factor));
746   delta = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bigstep, step);
747   if (cmp == LT_EXPR)
748     assum = fold_build2 (GE_EXPR, boolean_type_node,
749                          bound,
750                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, delta));
751   else
752     assum = fold_build2 (LE_EXPR, boolean_type_node,
753                          bound,
754                          fold_build2 (PLUS_EXPR, type, max, delta));
755   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
756
757   bound = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, bound, delta);
758   assum = fold_build2 (cmp, boolean_type_node, base, bound);
759   cond = fold_build2 (TRUTH_AND_EXPR, boolean_type_node, assum, cond);
760
761   cond = force_gimple_operand (unshare_expr (cond), &stmts, false, NULL_TREE);
762   if (stmts)
763     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
764   /* cond now may be a gimple comparison, which would be OK, but also any
765      other gimple rhs (say a && b).  In this case we need to force it to
766      operand.  */
767   if (!is_gimple_condexpr (cond))
768     {
769       cond = force_gimple_operand (cond, &stmts, true, NULL_TREE);
770       if (stmts)
771         bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
772     }
773   *enter_cond = cond;
774
775   base = force_gimple_operand (unshare_expr (base), &stmts, true, NULL_TREE);
776   if (stmts)
777     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
778   bound = force_gimple_operand (unshare_expr (bound), &stmts, true, NULL_TREE);
779   if (stmts)
780     bsi_insert_on_edge_immediate_loop (loop_preheader_edge (loop), stmts);
781
782   *exit_base = base;
783   *exit_step = bigstep;
784   *exit_cmp = cmp;
785   *exit_bound = bound;
786 }
787
788 /* Unroll LOOP FACTOR times.  LOOPS is the loops tree.  DESC describes
789    number of iterations of LOOP.  EXIT is the exit of the loop to that
790    DESC corresponds.
791    
792    If N is number of iterations of the loop and MAY_BE_ZERO is the condition
793    under that loop exits in the first iteration even if N != 0,
794    
795    while (1)
796      {
797        x = phi (init, next);
798
799        pre;
800        if (st)
801          break;
802        post;
803      }
804
805    becomes (with possibly the exit conditions formulated a bit differently,
806    avoiding the need to create a new iv):
807    
808    if (MAY_BE_ZERO || N < FACTOR)
809      goto rest;
810
811    do
812      {
813        x = phi (init, next);
814
815        pre;
816        post;
817        pre;
818        post;
819        ...
820        pre;
821        post;
822        N -= FACTOR;
823        
824      } while (N >= FACTOR);
825
826    rest:
827      init' = phi (init, x);
828
829    while (1)
830      {
831        x = phi (init', next);
832
833        pre;
834        if (st)
835          break;
836        post;
837      } */
838
839 void
840 tree_unroll_loop (struct loops *loops, struct loop *loop, unsigned factor,
841                   edge exit, struct tree_niter_desc *desc)
842 {
843   tree dont_exit, exit_if, ctr_before, ctr_after;
844   tree enter_main_cond, exit_base, exit_step, exit_bound;
845   enum tree_code exit_cmp;
846   tree phi_old_loop, phi_new_loop, phi_rest, init, next, new_init, var;
847   struct loop *new_loop;
848   basic_block rest, exit_bb;
849   edge old_entry, new_entry, old_latch, precond_edge, new_exit;
850   edge nonexit, new_nonexit;
851   block_stmt_iterator bsi;
852   use_operand_p op;
853   bool ok;
854   unsigned est_niter;
855   unsigned irr = loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
856   sbitmap wont_exit;
857
858   est_niter = expected_loop_iterations (loop);
859   determine_exit_conditions (loop, desc, factor,
860                              &enter_main_cond, &exit_base, &exit_step,
861                              &exit_cmp, &exit_bound);
862
863   new_loop = loop_version (loops, loop, enter_main_cond, NULL, true);
864   gcc_assert (new_loop != NULL);
865   update_ssa (TODO_update_ssa);
866
867   /* Unroll the loop and remove the old exits.  */
868   dont_exit = ((exit->flags & EDGE_TRUE_VALUE)
869                ? boolean_false_node
870                : boolean_true_node);
871   if (exit == EDGE_SUCC (exit->src, 0))
872     nonexit = EDGE_SUCC (exit->src, 1);
873   else
874     nonexit = EDGE_SUCC (exit->src, 0);
875   nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE;
876   exit->probability = 0;
877   nonexit->count += exit->count;
878   exit->count = 0;
879   exit_if = last_stmt (exit->src);
880   COND_EXPR_COND (exit_if) = dont_exit;
881   update_stmt (exit_if);
882       
883   wont_exit = sbitmap_alloc (factor);
884   sbitmap_ones (wont_exit);
885   ok = tree_duplicate_loop_to_header_edge
886           (loop, loop_latch_edge (loop), loops, factor - 1,
887            wont_exit, NULL, NULL, NULL, DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ);
888   free (wont_exit);
889   gcc_assert (ok);
890   update_ssa (TODO_update_ssa);
891
892   /* Prepare the cfg and update the phi nodes.  */
893   rest = loop_preheader_edge (new_loop)->src;
894   precond_edge = single_pred_edge (rest);
895   loop_split_edge_with (loop_latch_edge (loop), NULL);
896   exit_bb = single_pred (loop->latch);
897
898   new_exit = make_edge (exit_bb, rest, EDGE_FALSE_VALUE | irr);
899   new_exit->count = loop_preheader_edge (loop)->count;
900   est_niter = est_niter / factor + 1;
901   new_exit->probability = REG_BR_PROB_BASE / est_niter;
902
903   new_nonexit = single_pred_edge (loop->latch);
904   new_nonexit->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
905   new_nonexit->probability = REG_BR_PROB_BASE - new_exit->probability;
906
907   old_entry = loop_preheader_edge (loop);
908   new_entry = loop_preheader_edge (new_loop);
909   old_latch = loop_latch_edge (loop);
910   for (phi_old_loop = phi_nodes (loop->header),
911        phi_new_loop = phi_nodes (new_loop->header);
912        phi_old_loop;
913        phi_old_loop = PHI_CHAIN (phi_old_loop),
914        phi_new_loop = PHI_CHAIN (phi_new_loop))
915     {
916       init = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_entry);
917       op = PHI_ARG_DEF_PTR_FROM_EDGE (phi_new_loop, new_entry);
918       gcc_assert (operand_equal_for_phi_arg_p (init, USE_FROM_PTR (op)));
919       next = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi_old_loop, old_latch);
920
921       /* Prefer using original variable as a base for the new ssa name.
922          This is necessary for virtual ops, and useful in order to avoid
923          losing debug info for real ops.  */
924       if (TREE_CODE (next) == SSA_NAME)
925         var = SSA_NAME_VAR (next);
926       else if (TREE_CODE (init) == SSA_NAME)
927         var = SSA_NAME_VAR (init);
928       else
929         {
930           var = create_tmp_var (TREE_TYPE (init), "unrinittmp");
931           add_referenced_var (var);
932         }
933
934       new_init = make_ssa_name (var, NULL_TREE);
935       phi_rest = create_phi_node (new_init, rest);
936       SSA_NAME_DEF_STMT (new_init) = phi_rest;
937
938       add_phi_arg (phi_rest, init, precond_edge);
939       add_phi_arg (phi_rest, next, new_exit);
940       SET_USE (op, new_init);
941     }
942
943   /* Finally create the new counter for number of iterations and add the new
944      exit instruction.  */
945   bsi = bsi_last (exit_bb);
946   create_iv (exit_base, exit_step, NULL_TREE, loop,
947              &bsi, true, &ctr_before, &ctr_after);
948   exit_if = build_if_stmt (build2 (exit_cmp, boolean_type_node, ctr_after,
949                                    exit_bound),
950                            tree_block_label (loop->latch),
951                            tree_block_label (rest));
952   bsi_insert_after (&bsi, exit_if, BSI_NEW_STMT);
953
954   verify_flow_info ();
955   verify_dominators (CDI_DOMINATORS);
956   verify_loop_structure (loops);
957   verify_loop_closed_ssa ();
958 }