GCC47: Add local modifications
[dragonfly.git] / contrib / gcc-4.1 / gcc / tree-vrp.c
1 /* Support routines for Value Range Propagation (VRP).
2    Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
19 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
20 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "ggc.h"
27 #include "flags.h"
28 #include "tree.h"
29 #include "basic-block.h"
30 #include "tree-flow.h"
31 #include "tree-pass.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "timevar.h"
34 #include "diagnostic.h"
35 #include "cfgloop.h"
36 #include "tree-scalar-evolution.h"
37 #include "tree-ssa-propagate.h"
38 #include "tree-chrec.h"
39
40 /* Set of SSA names found during the dominator traversal of a
41    sub-graph in find_assert_locations.  */
42 static sbitmap found_in_subgraph;
43
44 /* Loop structure of the program.  Used to analyze scalar evolutions
45    inside adjust_range_with_scev.  */
46 static struct loops *cfg_loops;
47
48 /* Local functions.  */
49 static int compare_values (tree val1, tree val2);
50
51 /* Location information for ASSERT_EXPRs.  Each instance of this
52    structure describes an ASSERT_EXPR for an SSA name.  Since a single
53    SSA name may have more than one assertion associated with it, these
54    locations are kept in a linked list attached to the corresponding
55    SSA name.  */
56 struct assert_locus_d
57 {
58   /* Basic block where the assertion would be inserted.  */
59   basic_block bb;
60
61   /* Some assertions need to be inserted on an edge (e.g., assertions
62      generated by COND_EXPRs).  In those cases, BB will be NULL.  */
63   edge e;
64
65   /* Pointer to the statement that generated this assertion.  */
66   block_stmt_iterator si;
67
68   /* Predicate code for the ASSERT_EXPR.  Must be COMPARISON_CLASS_P.  */
69   enum tree_code comp_code;
70
71   /* Value being compared against.  */
72   tree val;
73
74   /* Next node in the linked list.  */
75   struct assert_locus_d *next;
76 };
77
78 typedef struct assert_locus_d *assert_locus_t;
79
80 /* If bit I is present, it means that SSA name N_i has a list of
81    assertions that should be inserted in the IL.  */
82 static bitmap need_assert_for;
83
84 /* Array of locations lists where to insert assertions.  ASSERTS_FOR[I]
85    holds a list of ASSERT_LOCUS_T nodes that describe where
86    ASSERT_EXPRs for SSA name N_I should be inserted.  */
87 static assert_locus_t *asserts_for;
88
89 /* Set of blocks visited in find_assert_locations.  Used to avoid
90    visiting the same block more than once.  */
91 static sbitmap blocks_visited;
92
93 /* Value range array.  After propagation, VR_VALUE[I] holds the range
94    of values that SSA name N_I may take.  */
95 static value_range_t **vr_value;
96
97
98 /* Return true if ARG is marked with the nonnull attribute in the
99    current function signature.  */
100
101 static bool
102 nonnull_arg_p (tree arg)
103 {
104   tree t, attrs, fntype;
105   unsigned HOST_WIDE_INT arg_num;
106
107   gcc_assert (TREE_CODE (arg) == PARM_DECL && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (arg)));
108
109   fntype = TREE_TYPE (current_function_decl);
110   attrs = lookup_attribute ("nonnull", TYPE_ATTRIBUTES (fntype));
111
112   /* If "nonnull" wasn't specified, we know nothing about the argument.  */
113   if (attrs == NULL_TREE)
114     return false;
115
116   /* If "nonnull" applies to all the arguments, then ARG is non-null.  */
117   if (TREE_VALUE (attrs) == NULL_TREE)
118     return true;
119
120   /* Get the position number for ARG in the function signature.  */
121   for (arg_num = 1, t = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
122        t;
123        t = TREE_CHAIN (t), arg_num++)
124     {
125       if (t == arg)
126         break;
127     }
128
129   gcc_assert (t == arg);
130
131   /* Now see if ARG_NUM is mentioned in the nonnull list.  */
132   for (t = TREE_VALUE (attrs); t; t = TREE_CHAIN (t))
133     {
134       if (compare_tree_int (TREE_VALUE (t), arg_num) == 0)
135         return true;
136     }
137
138   return false;
139 }
140
141
142 /* Set value range VR to {T, MIN, MAX, EQUIV}.  */
143
144 static void
145 set_value_range (value_range_t *vr, enum value_range_type t, tree min,
146                  tree max, bitmap equiv)
147 {
148 #if defined ENABLE_CHECKING
149   /* Check the validity of the range.  */
150   if (t == VR_RANGE || t == VR_ANTI_RANGE)
151     {
152       int cmp;
153
154       gcc_assert (min && max);
155
156       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (min)) && t == VR_ANTI_RANGE)
157         gcc_assert (min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (min))
158                     || max != TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (max)));
159
160       cmp = compare_values (min, max);
161       gcc_assert (cmp == 0 || cmp == -1 || cmp == -2);
162     }
163
164   if (t == VR_UNDEFINED || t == VR_VARYING)
165     gcc_assert (min == NULL_TREE && max == NULL_TREE);
166
167   if (t == VR_UNDEFINED || t == VR_VARYING)
168     gcc_assert (equiv == NULL || bitmap_empty_p (equiv));
169 #endif
170
171   vr->type = t;
172   vr->min = min;
173   vr->max = max;
174
175   /* Since updating the equivalence set involves deep copying the
176      bitmaps, only do it if absolutely necessary.  */
177   if (vr->equiv == NULL)
178     vr->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
179
180   if (equiv != vr->equiv)
181     {
182       if (equiv && !bitmap_empty_p (equiv))
183         bitmap_copy (vr->equiv, equiv);
184       else
185         bitmap_clear (vr->equiv);
186     }
187 }
188
189
190 /* Copy value range FROM into value range TO.  */
191
192 static inline void
193 copy_value_range (value_range_t *to, value_range_t *from)
194 {
195   set_value_range (to, from->type, from->min, from->max, from->equiv);
196 }
197
198
199 /* Set value range VR to a non-NULL range of type TYPE.  */
200
201 static inline void
202 set_value_range_to_nonnull (value_range_t *vr, tree type)
203 {
204   tree zero = build_int_cst (type, 0);
205   set_value_range (vr, VR_ANTI_RANGE, zero, zero, vr->equiv);
206 }
207
208
209 /* Set value range VR to a NULL range of type TYPE.  */
210
211 static inline void
212 set_value_range_to_null (value_range_t *vr, tree type)
213 {
214   tree zero = build_int_cst (type, 0);
215   set_value_range (vr, VR_RANGE, zero, zero, vr->equiv);
216 }
217
218
219 /* Set value range VR to VR_VARYING.  */
220
221 static inline void
222 set_value_range_to_varying (value_range_t *vr)
223 {
224   vr->type = VR_VARYING;
225   vr->min = vr->max = NULL_TREE;
226   if (vr->equiv)
227     bitmap_clear (vr->equiv);
228 }
229
230
231 /* Set value range VR to VR_UNDEFINED.  */
232
233 static inline void
234 set_value_range_to_undefined (value_range_t *vr)
235 {
236   vr->type = VR_UNDEFINED;
237   vr->min = vr->max = NULL_TREE;
238   if (vr->equiv)
239     bitmap_clear (vr->equiv);
240 }
241
242
243 /* Return value range information for VAR.  Create an empty range
244    if none existed.  */
245
246 static value_range_t *
247 get_value_range (tree var)
248 {
249   value_range_t *vr;
250   tree sym;
251   unsigned ver = SSA_NAME_VERSION (var);
252
253   vr = vr_value[ver];
254   if (vr)
255     return vr;
256
257   /* Create a default value range.  */
258   vr_value[ver] = vr = xmalloc (sizeof (*vr));
259   memset (vr, 0, sizeof (*vr));
260
261   /* Allocate an equivalence set.  */
262   vr->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
263
264   /* If VAR is a default definition, the variable can take any value
265      in VAR's type.  */
266   sym = SSA_NAME_VAR (var);
267   if (var == default_def (sym))
268     {
269       /* Try to use the "nonnull" attribute to create ~[0, 0]
270          anti-ranges for pointers.  Note that this is only valid with
271          default definitions of PARM_DECLs.  */
272       if (TREE_CODE (sym) == PARM_DECL
273           && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (sym))
274           && nonnull_arg_p (sym))
275         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (sym));
276       else
277         set_value_range_to_varying (vr);
278     }
279
280   return vr;
281 }
282
283 /* Return true, if VAL1 and VAL2 are equal values for VRP purposes.  */
284
285 static inline bool
286 vrp_operand_equal_p (tree val1, tree val2)
287 {
288   return (val1 == val2
289           || (val1 && val2
290               && operand_equal_p (val1, val2, 0)));
291 }
292
293 /* Return true, if the bitmaps B1 and B2 are equal.  */
294
295 static inline bool
296 vrp_bitmap_equal_p (bitmap b1, bitmap b2)
297 {
298   return (b1 == b2
299           || (b1 && b2
300               && bitmap_equal_p (b1, b2)));
301 }
302
303 /* Update the value range and equivalence set for variable VAR to
304    NEW_VR.  Return true if NEW_VR is different from VAR's previous
305    value.
306
307    NOTE: This function assumes that NEW_VR is a temporary value range
308    object created for the sole purpose of updating VAR's range.  The
309    storage used by the equivalence set from NEW_VR will be freed by
310    this function.  Do not call update_value_range when NEW_VR
311    is the range object associated with another SSA name.  */
312
313 static inline bool
314 update_value_range (tree var, value_range_t *new_vr)
315 {
316   value_range_t *old_vr;
317   bool is_new;
318
319   /* Update the value range, if necessary.  */
320   old_vr = get_value_range (var);
321   is_new = old_vr->type != new_vr->type
322            || !vrp_operand_equal_p (old_vr->min, new_vr->min)
323            || !vrp_operand_equal_p (old_vr->max, new_vr->max)
324            || !vrp_bitmap_equal_p (old_vr->equiv, new_vr->equiv);
325
326   if (is_new)
327     set_value_range (old_vr, new_vr->type, new_vr->min, new_vr->max,
328                      new_vr->equiv);
329
330   BITMAP_FREE (new_vr->equiv);
331   new_vr->equiv = NULL;
332
333   return is_new;
334 }
335
336
337 /* Add VAR and VAR's equivalence set to EQUIV.  */
338
339 static void
340 add_equivalence (bitmap equiv, tree var)
341 {
342   unsigned ver = SSA_NAME_VERSION (var);
343   value_range_t *vr = vr_value[ver];
344
345   bitmap_set_bit (equiv, ver);
346   if (vr && vr->equiv)
347     bitmap_ior_into (equiv, vr->equiv);
348 }
349
350
351 /* Return true if VR is ~[0, 0].  */
352
353 static inline bool
354 range_is_nonnull (value_range_t *vr)
355 {
356   return vr->type == VR_ANTI_RANGE
357          && integer_zerop (vr->min)
358          && integer_zerop (vr->max);
359 }
360
361
362 /* Return true if VR is [0, 0].  */
363
364 static inline bool
365 range_is_null (value_range_t *vr)
366 {
367   return vr->type == VR_RANGE
368          && integer_zerop (vr->min)
369          && integer_zerop (vr->max);
370 }
371
372
373 /* Return true if value range VR involves at least one symbol.  */
374
375 static inline bool
376 symbolic_range_p (value_range_t *vr)
377 {
378   return (!is_gimple_min_invariant (vr->min)
379           || !is_gimple_min_invariant (vr->max));
380 }
381
382
383 /* Like tree_expr_nonzero_p, but this function uses value ranges
384    obtained so far.  */
385
386 static bool
387 vrp_expr_computes_nonzero (tree expr)
388 {
389   if (tree_expr_nonzero_p (expr))
390     return true;
391
392   /* If we have an expression of the form &X->a, then the expression
393      is nonnull if X is nonnull.  */
394   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
395     {
396       tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (expr, 0));
397
398       if (base != NULL_TREE
399           && TREE_CODE (base) == INDIRECT_REF
400           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (base, 0)) == SSA_NAME)
401         {
402           value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (base, 0));
403           if (range_is_nonnull (vr))
404             return true;
405         }
406     }
407
408   return false;
409 }
410
411
412 /* Compare two values VAL1 and VAL2.  Return
413    
414         -2 if VAL1 and VAL2 cannot be compared at compile-time,
415         -1 if VAL1 < VAL2,
416          0 if VAL1 == VAL2,
417         +1 if VAL1 > VAL2, and
418         +2 if VAL1 != VAL2
419
420    This is similar to tree_int_cst_compare but supports pointer values
421    and values that cannot be compared at compile time.  */
422
423 static int
424 compare_values (tree val1, tree val2)
425 {
426   if (val1 == val2)
427     return 0;
428
429   /* Below we rely on the fact that VAL1 and VAL2 are both pointers or
430      both integers.  */
431   gcc_assert (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1))
432               == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val2)));
433
434   /* Do some limited symbolic comparisons.  */
435   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1)))
436     {
437       /* We can determine some comparisons against +INF and -INF even
438          if the other value is an expression.  */
439       if (val1 == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val1))
440           && TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
441         {
442           /* +INF > NAME - CST.  */
443           return 1;
444         }
445       else if (val1 == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val1))
446                && TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
447         {
448           /* -INF < NAME + CST.  */
449           return -1;
450         }
451       else if (TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR
452                && val2 == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val2)))
453         {
454           /* NAME - CST < +INF.  */
455           return -1;
456         }
457       else if (TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR
458                && val2 == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val2)))
459         {
460           /* NAME + CST > -INF.  */
461           return 1;
462         }
463     }
464
465   if ((TREE_CODE (val1) == SSA_NAME
466        || TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR
467        || TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR)
468       && (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME
469           || TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR
470           || TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR))
471     {
472       tree n1, c1, n2, c2;
473   
474       /* If VAL1 and VAL2 are of the form 'NAME [+-] CST' or 'NAME',
475          return -1 or +1 accordingly.  If VAL1 and VAL2 don't use the
476          same name, return -2.  */
477       if (TREE_CODE (val1) == SSA_NAME)
478         {
479           n1 = val1;
480           c1 = NULL_TREE;
481         }
482       else
483         {
484           n1 = TREE_OPERAND (val1, 0);
485           c1 = TREE_OPERAND (val1, 1);
486         }
487
488       if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
489         {
490           n2 = val2;
491           c2 = NULL_TREE;
492         }
493       else
494         {
495           n2 = TREE_OPERAND (val2, 0);
496           c2 = TREE_OPERAND (val2, 1);
497         }
498
499       /* Both values must use the same name.  */
500       if (n1 != n2)
501         return -2;
502
503       if (TREE_CODE (val1) == SSA_NAME)
504         {
505           if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
506             /* NAME == NAME  */
507             return 0;
508           else if (TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
509             /* NAME < NAME + CST  */
510             return -1;
511           else if (TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
512             /* NAME > NAME - CST  */
513             return 1;
514         }
515       else if (TREE_CODE (val1) == PLUS_EXPR)
516         {
517           if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
518             /* NAME + CST > NAME  */
519             return 1;
520           else if (TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
521             /* NAME + CST1 > NAME + CST2, if CST1 > CST2  */
522             return compare_values (c1, c2);
523           else if (TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
524             /* NAME + CST1 > NAME - CST2  */
525             return 1;
526         }
527       else if (TREE_CODE (val1) == MINUS_EXPR)
528         {
529           if (TREE_CODE (val2) == SSA_NAME)
530             /* NAME - CST < NAME  */
531             return -1;
532           else if (TREE_CODE (val2) == PLUS_EXPR)
533             /* NAME - CST1 < NAME + CST2  */
534             return -1;
535           else if (TREE_CODE (val2) == MINUS_EXPR)
536             /* NAME - CST1 > NAME - CST2, if CST1 < CST2.  Notice that
537                C1 and C2 are swapped in the call to compare_values.  */
538             return compare_values (c2, c1);
539         }
540
541       gcc_unreachable ();
542     }
543
544   /* We cannot compare non-constants.  */
545   if (!is_gimple_min_invariant (val1) || !is_gimple_min_invariant (val2))
546     return -2;
547
548   /* We cannot compare overflowed values.  */
549   if (TREE_OVERFLOW (val1) || TREE_OVERFLOW (val2))
550     return -2;
551
552   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (val1)))
553     return tree_int_cst_compare (val1, val2);
554   else
555     {
556       tree t;
557
558       /* First see if VAL1 and VAL2 are not the same.  */
559       if (val1 == val2 || operand_equal_p (val1, val2, 0))
560         return 0;
561       
562       /* If VAL1 is a lower address than VAL2, return -1.  */
563       t = fold_binary (LT_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
564       if (t == boolean_true_node)
565         return -1;
566
567       /* If VAL1 is a higher address than VAL2, return +1.  */
568       t = fold_binary (GT_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
569       if (t == boolean_true_node)
570         return 1;
571
572       /* If VAL1 is different than VAL2, return +2.  */
573       t = fold_binary (NE_EXPR, boolean_type_node, val1, val2);
574       if (t == boolean_true_node)
575         return 2;
576
577       return -2;
578     }
579 }
580
581
582 /* Return 1 if VAL is inside value range VR (VR->MIN <= VAL <= VR->MAX),
583           0 if VAL is not inside VR,
584          -2 if we cannot tell either way.
585
586    FIXME, the current semantics of this functions are a bit quirky
587           when taken in the context of VRP.  In here we do not care
588           about VR's type.  If VR is the anti-range ~[3, 5] the call
589           value_inside_range (4, VR) will return 1.
590
591           This is counter-intuitive in a strict sense, but the callers
592           currently expect this.  They are calling the function
593           merely to determine whether VR->MIN <= VAL <= VR->MAX.  The
594           callers are applying the VR_RANGE/VR_ANTI_RANGE semantics
595           themselves.
596
597           This also applies to value_ranges_intersect_p and
598           range_includes_zero_p.  The semantics of VR_RANGE and
599           VR_ANTI_RANGE should be encoded here, but that also means
600           adapting the users of these functions to the new semantics.  */
601
602 static inline int
603 value_inside_range (tree val, value_range_t *vr)
604 {
605   int cmp1, cmp2;
606
607   cmp1 = compare_values (val, vr->min);
608   if (cmp1 == -2 || cmp1 == 2)
609     return -2;
610
611   cmp2 = compare_values (val, vr->max);
612   if (cmp2 == -2 || cmp2 == 2)
613     return -2;
614
615   return (cmp1 == 0 || cmp1 == 1) && (cmp2 == -1 || cmp2 == 0);
616 }
617
618
619 /* Return true if value ranges VR0 and VR1 have a non-empty
620    intersection.  */
621
622 static inline bool
623 value_ranges_intersect_p (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
624 {
625   return (value_inside_range (vr1->min, vr0) == 1
626           || value_inside_range (vr1->max, vr0) == 1
627           || value_inside_range (vr0->min, vr1) == 1
628           || value_inside_range (vr0->max, vr1) == 1);
629 }
630
631
632 /* Return true if VR includes the value zero, false otherwise.  FIXME,
633    currently this will return false for an anti-range like ~[-4, 3].
634    This will be wrong when the semantics of value_inside_range are
635    modified (currently the users of this function expect these
636    semantics).  */
637
638 static inline bool
639 range_includes_zero_p (value_range_t *vr)
640 {
641   tree zero;
642
643   gcc_assert (vr->type != VR_UNDEFINED
644               && vr->type != VR_VARYING
645               && !symbolic_range_p (vr));
646
647   zero = build_int_cst (TREE_TYPE (vr->min), 0);
648   return (value_inside_range (zero, vr) == 1);
649 }
650
651
652 /* When extracting ranges from X_i = ASSERT_EXPR <Y_j, pred>, we will
653    initially consider X_i and Y_j equivalent, so the equivalence set
654    of Y_j is added to the equivalence set of X_i.  However, it is
655    possible to have a chain of ASSERT_EXPRs whose predicates are
656    actually incompatible.  This is usually the result of nesting of
657    contradictory if-then-else statements.  For instance, in PR 24670:
658
659         count_4 has range [-INF, 63]
660
661         if (count_4 != 0)
662           {
663             count_19 = ASSERT_EXPR <count_4, count_4 != 0>
664             if (count_19 > 63)
665               {
666                 count_18 = ASSERT_EXPR <count_19, count_19 > 63>
667                 if (count_18 <= 63)
668                   ...
669               }
670           }
671
672    Notice that 'if (count_19 > 63)' is trivially false and will be
673    folded out at the end.  However, during propagation, the flowgraph
674    is not cleaned up and so, VRP will evaluate predicates more
675    predicates than necessary, so it must support these
676    inconsistencies.  The problem here is that because of the chaining
677    of ASSERT_EXPRs, the equivalency set for count_18 includes count_4.
678    Since count_4 has an incompatible range, we ICE when evaluating the
679    ranges in the equivalency set.  So, we need to remove count_4 from
680    it.  */
681
682 static void
683 fix_equivalence_set (value_range_t *vr_p)
684 {
685   bitmap_iterator bi;
686   unsigned i;
687   bitmap e = vr_p->equiv;
688   bitmap to_remove = BITMAP_ALLOC (NULL);
689
690   /* Only detect inconsistencies on numeric ranges.  */
691   if (vr_p->type == VR_VARYING
692       || vr_p->type == VR_UNDEFINED
693       || symbolic_range_p (vr_p))
694     return;
695
696   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
697     {
698       value_range_t *equiv_vr = vr_value[i];
699
700       if (equiv_vr->type == VR_VARYING
701           || equiv_vr->type == VR_UNDEFINED
702           || symbolic_range_p (equiv_vr))
703         continue;
704
705       if (equiv_vr->type == VR_RANGE
706           && vr_p->type == VR_RANGE
707           && !value_ranges_intersect_p (vr_p, equiv_vr))
708         bitmap_set_bit (to_remove, i);
709       else if ((equiv_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_ANTI_RANGE)
710                || (equiv_vr->type == VR_ANTI_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE))
711         {
712           /* A range and an anti-range have an empty intersection if
713              their end points are the same.  FIXME,
714              value_ranges_intersect_p should handle this
715              automatically.  */
716           if (compare_values (equiv_vr->min, vr_p->min) == 0
717               && compare_values (equiv_vr->max, vr_p->max) == 0)
718             bitmap_set_bit (to_remove, i);
719         }
720     }
721
722   bitmap_and_compl_into (vr_p->equiv, to_remove);
723   BITMAP_FREE (to_remove);
724 }
725
726
727 /* Extract value range information from an ASSERT_EXPR EXPR and store
728    it in *VR_P.  */
729
730 static void
731 extract_range_from_assert (value_range_t *vr_p, tree expr)
732 {
733   tree var, cond, limit, min, max, type;
734   value_range_t *var_vr, *limit_vr;
735   enum tree_code cond_code;
736
737   var = ASSERT_EXPR_VAR (expr);
738   cond = ASSERT_EXPR_COND (expr);
739
740   gcc_assert (COMPARISON_CLASS_P (cond));
741
742   /* Find VAR in the ASSERT_EXPR conditional.  */
743   if (var == TREE_OPERAND (cond, 0))
744     {
745       /* If the predicate is of the form VAR COMP LIMIT, then we just
746          take LIMIT from the RHS and use the same comparison code.  */
747       limit = TREE_OPERAND (cond, 1);
748       cond_code = TREE_CODE (cond);
749     }
750   else
751     {
752       /* If the predicate is of the form LIMIT COMP VAR, then we need
753          to flip around the comparison code to create the proper range
754          for VAR.  */
755       limit = TREE_OPERAND (cond, 0);
756       cond_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
757     }
758
759   type = TREE_TYPE (limit);
760   gcc_assert (limit != var);
761
762   /* For pointer arithmetic, we only keep track of pointer equality
763      and inequality.  */
764   if (POINTER_TYPE_P (type) && cond_code != NE_EXPR && cond_code != EQ_EXPR)
765     {
766       set_value_range_to_varying (vr_p);
767       return;
768     }
769
770   /* If LIMIT is another SSA name and LIMIT has a range of its own,
771      try to use LIMIT's range to avoid creating symbolic ranges
772      unnecessarily. */
773   limit_vr = (TREE_CODE (limit) == SSA_NAME) ? get_value_range (limit) : NULL;
774
775   /* LIMIT's range is only interesting if it has any useful information.  */
776   if (limit_vr
777       && (limit_vr->type == VR_UNDEFINED
778           || limit_vr->type == VR_VARYING
779           || symbolic_range_p (limit_vr)))
780     limit_vr = NULL;
781
782   /* Special handling for integral types with super-types.  Some FEs
783      construct integral types derived from other types and restrict
784      the range of values these new types may take.
785
786      It may happen that LIMIT is actually smaller than TYPE's minimum
787      value.  For instance, the Ada FE is generating code like this
788      during bootstrap:
789
790             D.1480_32 = nam_30 - 300000361;
791             if (D.1480_32 <= 1) goto <L112>; else goto <L52>;
792             <L112>:;
793             D.1480_94 = ASSERT_EXPR <D.1480_32, D.1480_32 <= 1>;
794
795      All the names are of type types__name_id___XDLU_300000000__399999999
796      which has min == 300000000 and max == 399999999.  This means that
797      the ASSERT_EXPR would try to create the range [3000000, 1] which
798      is invalid.
799
800      The fact that the type specifies MIN and MAX values does not
801      automatically mean that every variable of that type will always
802      be within that range, so the predicate may well be true at run
803      time.  If we had symbolic -INF and +INF values, we could
804      represent this range, but we currently represent -INF and +INF
805      using the type's min and max values.
806          
807      So, the only sensible thing we can do for now is set the
808      resulting range to VR_VARYING.  TODO, would having symbolic -INF
809      and +INF values be worth the trouble?  */
810   if (TREE_CODE (limit) != SSA_NAME
811       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
812       && TREE_TYPE (type))
813     {
814       if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
815         {
816           tree type_min = TYPE_MIN_VALUE (type);
817           int cmp = compare_values (limit, type_min);
818
819           /* For < or <= comparisons, if LIMIT is smaller than
820              TYPE_MIN, set the range to VR_VARYING.  */
821           if (cmp == -1 || cmp == 0)
822             {
823               set_value_range_to_varying (vr_p);
824               return;
825             }
826         }
827       else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
828         {
829           tree type_max = TYPE_MIN_VALUE (type);
830           int cmp = compare_values (limit, type_max);
831
832           /* For > or >= comparisons, if LIMIT is bigger than
833              TYPE_MAX, set the range to VR_VARYING.  */
834           if (cmp == 1 || cmp == 0)
835             {
836               set_value_range_to_varying (vr_p);
837               return;
838             }
839         }
840     }
841
842   /* Initially, the new range has the same set of equivalences of
843      VAR's range.  This will be revised before returning the final
844      value.  Since assertions may be chained via mutually exclusive
845      predicates, we will need to trim the set of equivalences before
846      we are done.  */
847   gcc_assert (vr_p->equiv == NULL);
848   vr_p->equiv = BITMAP_ALLOC (NULL);
849   add_equivalence (vr_p->equiv, var);
850
851   /* Extract a new range based on the asserted comparison for VAR and
852      LIMIT's value range.  Notice that if LIMIT has an anti-range, we
853      will only use it for equality comparisons (EQ_EXPR).  For any
854      other kind of assertion, we cannot derive a range from LIMIT's
855      anti-range that can be used to describe the new range.  For
856      instance, ASSERT_EXPR <x_2, x_2 <= b_4>.  If b_4 is ~[2, 10],
857      then b_4 takes on the ranges [-INF, 1] and [11, +INF].  There is
858      no single range for x_2 that could describe LE_EXPR, so we might
859      as well build the range [b_4, +INF] for it.  */
860   if (cond_code == EQ_EXPR)
861     {
862       enum value_range_type range_type;
863
864       if (limit_vr)
865         {
866           range_type = limit_vr->type;
867           min = limit_vr->min;
868           max = limit_vr->max;
869         }
870       else
871         {
872           range_type = VR_RANGE;
873           min = limit;
874           max = limit;
875         }
876
877       set_value_range (vr_p, range_type, min, max, vr_p->equiv);
878
879       /* When asserting the equality VAR == LIMIT and LIMIT is another
880          SSA name, the new range will also inherit the equivalence set
881          from LIMIT.  */
882       if (TREE_CODE (limit) == SSA_NAME)
883         add_equivalence (vr_p->equiv, limit);
884     }
885   else if (cond_code == NE_EXPR)
886     {
887       /* As described above, when LIMIT's range is an anti-range and
888          this assertion is an inequality (NE_EXPR), then we cannot
889          derive anything from the anti-range.  For instance, if
890          LIMIT's range was ~[0, 0], the assertion 'VAR != LIMIT' does
891          not imply that VAR's range is [0, 0].  So, in the case of
892          anti-ranges, we just assert the inequality using LIMIT and
893          not its anti-range.
894
895          If LIMIT_VR is a range, we can only use it to build a new
896          anti-range if LIMIT_VR is a single-valued range.  For
897          instance, if LIMIT_VR is [0, 1], the predicate
898          VAR != [0, 1] does not mean that VAR's range is ~[0, 1].
899          Rather, it means that for value 0 VAR should be ~[0, 0]
900          and for value 1, VAR should be ~[1, 1].  We cannot
901          represent these ranges.
902
903          The only situation in which we can build a valid
904          anti-range is when LIMIT_VR is a single-valued range
905          (i.e., LIMIT_VR->MIN == LIMIT_VR->MAX).  In that case, 
906          build the anti-range ~[LIMIT_VR->MIN, LIMIT_VR->MAX].  */
907       if (limit_vr
908           && limit_vr->type == VR_RANGE
909           && compare_values (limit_vr->min, limit_vr->max) == 0)
910         {
911           min = limit_vr->min;
912           max = limit_vr->max;
913         }
914       else
915         {
916           /* In any other case, we cannot use LIMIT's range to build a
917              valid anti-range.  */
918           min = max = limit;
919         }
920
921       /* If MIN and MAX cover the whole range for their type, then
922          just use the original LIMIT.  */
923       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
924           && min == TYPE_MIN_VALUE (type)
925           && max == TYPE_MAX_VALUE (type))
926         min = max = limit;
927
928       set_value_range (vr_p, VR_ANTI_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
929     }
930   else if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
931     {
932       min = TYPE_MIN_VALUE (type);
933
934       if (limit_vr == NULL || limit_vr->type == VR_ANTI_RANGE)
935         max = limit;
936       else
937         {
938           /* If LIMIT_VR is of the form [N1, N2], we need to build the
939              range [MIN, N2] for LE_EXPR and [MIN, N2 - 1] for
940              LT_EXPR.  */
941           max = limit_vr->max;
942         }
943
944       /* For LT_EXPR, we create the range [MIN, MAX - 1].  */
945       if (cond_code == LT_EXPR)
946         {
947           tree one = build_int_cst (type, 1);
948           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, type, max, one);
949         }
950
951       set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
952     }
953   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
954     {
955       max = TYPE_MAX_VALUE (type);
956
957       if (limit_vr == NULL || limit_vr->type == VR_ANTI_RANGE)
958         min = limit;
959       else
960         {
961           /* If LIMIT_VR is of the form [N1, N2], we need to build the
962              range [N1, MAX] for GE_EXPR and [N1 + 1, MAX] for
963              GT_EXPR.  */
964           min = limit_vr->min;
965         }
966
967       /* For GT_EXPR, we create the range [MIN + 1, MAX].  */
968       if (cond_code == GT_EXPR)
969         {
970           tree one = build_int_cst (type, 1);
971           min = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, min, one);
972         }
973
974       set_value_range (vr_p, VR_RANGE, min, max, vr_p->equiv);
975     }
976   else
977     gcc_unreachable ();
978
979   /* If VAR already had a known range, it may happen that the new
980      range we have computed and VAR's range are not compatible.  For
981      instance,
982
983         if (p_5 == NULL)
984           p_6 = ASSERT_EXPR <p_5, p_5 == NULL>;
985           x_7 = p_6->fld;
986           p_8 = ASSERT_EXPR <p_6, p_6 != NULL>;
987
988      While the above comes from a faulty program, it will cause an ICE
989      later because p_8 and p_6 will have incompatible ranges and at
990      the same time will be considered equivalent.  A similar situation
991      would arise from
992
993         if (i_5 > 10)
994           i_6 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 > 10>;
995           if (i_5 < 5)
996             i_7 = ASSERT_EXPR <i_6, i_6 < 5>;
997
998      Again i_6 and i_7 will have incompatible ranges.  It would be
999      pointless to try and do anything with i_7's range because
1000      anything dominated by 'if (i_5 < 5)' will be optimized away.
1001      Note, due to the wa in which simulation proceeds, the statement
1002      i_7 = ASSERT_EXPR <...> we would never be visited because the
1003      conditional 'if (i_5 < 5)' always evaluates to false.  However,
1004      this extra check does not hurt and may protect against future
1005      changes to VRP that may get into a situation similar to the
1006      NULL pointer dereference example.
1007
1008      Note that these compatibility tests are only needed when dealing
1009      with ranges or a mix of range and anti-range.  If VAR_VR and VR_P
1010      are both anti-ranges, they will always be compatible, because two
1011      anti-ranges will always have a non-empty intersection.  */
1012
1013   var_vr = get_value_range (var);
1014
1015   /* We may need to make adjustments when VR_P and VAR_VR are numeric
1016      ranges or anti-ranges.  */
1017   if (vr_p->type == VR_VARYING
1018       || vr_p->type == VR_UNDEFINED
1019       || var_vr->type == VR_VARYING
1020       || var_vr->type == VR_UNDEFINED
1021       || symbolic_range_p (vr_p)
1022       || symbolic_range_p (var_vr))
1023     goto done;
1024
1025   if (var_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE)
1026     {
1027       /* If the two ranges have a non-empty intersection, we can
1028          refine the resulting range.  Since the assert expression
1029          creates an equivalency and at the same time it asserts a
1030          predicate, we can take the intersection of the two ranges to
1031          get better precision.  */
1032       if (value_ranges_intersect_p (var_vr, vr_p))
1033         {
1034           /* Use the larger of the two minimums.  */
1035           if (compare_values (vr_p->min, var_vr->min) == -1)
1036             min = var_vr->min;
1037           else
1038             min = vr_p->min;
1039
1040           /* Use the smaller of the two maximums.  */
1041           if (compare_values (vr_p->max, var_vr->max) == 1)
1042             max = var_vr->max;
1043           else
1044             max = vr_p->max;
1045
1046           set_value_range (vr_p, vr_p->type, min, max, vr_p->equiv);
1047         }
1048       else
1049         {
1050           /* The two ranges do not intersect, set the new range to
1051              VARYING, because we will not be able to do anything
1052              meaningful with it.  */
1053           set_value_range_to_varying (vr_p);
1054         }
1055     }
1056   else if ((var_vr->type == VR_RANGE && vr_p->type == VR_ANTI_RANGE)
1057            || (var_vr->type == VR_ANTI_RANGE && vr_p->type == VR_RANGE))
1058     {
1059       /* A range and an anti-range will cancel each other only if
1060          their ends are the same.  For instance, in the example above,
1061          p_8's range ~[0, 0] and p_6's range [0, 0] are incompatible,
1062          so VR_P should be set to VR_VARYING.  */
1063       if (compare_values (var_vr->min, vr_p->min) == 0
1064           && compare_values (var_vr->max, vr_p->max) == 0)
1065         set_value_range_to_varying (vr_p);
1066     }
1067
1068   /* Remove names from the equivalence set that have ranges
1069      incompatible with VR_P.  */
1070 done:
1071   fix_equivalence_set (vr_p);
1072 }
1073
1074
1075 /* Extract range information from SSA name VAR and store it in VR.  If
1076    VAR has an interesting range, use it.  Otherwise, create the
1077    range [VAR, VAR] and return it.  This is useful in situations where
1078    we may have conditionals testing values of VARYING names.  For
1079    instance,
1080
1081         x_3 = y_5;
1082         if (x_3 > y_5)
1083           ...
1084
1085     Even if y_5 is deemed VARYING, we can determine that x_3 > y_5 is
1086     always false.  */
1087
1088 static void
1089 extract_range_from_ssa_name (value_range_t *vr, tree var)
1090 {
1091   value_range_t *var_vr = get_value_range (var);
1092
1093   if (var_vr->type != VR_UNDEFINED && var_vr->type != VR_VARYING)
1094     copy_value_range (vr, var_vr);
1095   else
1096     set_value_range (vr, VR_RANGE, var, var, NULL);
1097
1098   add_equivalence (vr->equiv, var);
1099 }
1100
1101
1102 /* Wrapper around int_const_binop.  If the operation overflows and we
1103    are not using wrapping arithmetic, then adjust the result to be
1104    -INF or +INF depending on CODE, VAL1 and VAL2.  */
1105
1106 static inline tree
1107 vrp_int_const_binop (enum tree_code code, tree val1, tree val2)
1108 {
1109   tree res;
1110
1111   if (flag_wrapv)
1112     return int_const_binop (code, val1, val2, 0);
1113
1114   /* If we are not using wrapping arithmetic, operate symbolically
1115      on -INF and +INF.  */
1116   res = int_const_binop (code, val1, val2, 0);
1117
1118   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (val1)))
1119     {
1120       int checkz = compare_values (res, val1);
1121       bool overflow = false;
1122
1123       /* Ensure that res = val1 [+*] val2 >= val1
1124          or that res = val1 - val2 <= val1.  */
1125       if ((code == PLUS_EXPR
1126            && !(checkz == 1 || checkz == 0))
1127           || (code == MINUS_EXPR
1128               && !(checkz == 0 || checkz == -1)))
1129         {
1130           overflow = true;
1131         }
1132       /* Checking for multiplication overflow is done by dividing the
1133          output of the multiplication by the first input of the
1134          multiplication.  If the result of that division operation is
1135          not equal to the second input of the multiplication, then the
1136          multiplication overflowed.  */
1137       else if (code == MULT_EXPR && !integer_zerop (val1))
1138         {
1139           tree tmp = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
1140                                       TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val1)),
1141                                       val1, 0);
1142           int check = compare_values (tmp, val2);
1143
1144           if (check != 0)
1145             overflow = true;
1146         }
1147
1148       if (overflow)
1149         {
1150           res = copy_node (res);
1151           TREE_OVERFLOW (res) = 1;
1152         }
1153
1154     }
1155   else if (TREE_OVERFLOW (res)
1156            && !TREE_OVERFLOW (val1)
1157            && !TREE_OVERFLOW (val2))
1158     {
1159       /* If the operation overflowed but neither VAL1 nor VAL2 are
1160          overflown, return -INF or +INF depending on the operation
1161          and the combination of signs of the operands.  */
1162       int sgn1 = tree_int_cst_sgn (val1);
1163       int sgn2 = tree_int_cst_sgn (val2);
1164
1165       /* Notice that we only need to handle the restricted set of
1166          operations handled by extract_range_from_binary_expr.
1167          Among them, only multiplication, addition and subtraction
1168          can yield overflow without overflown operands because we
1169          are working with integral types only... except in the
1170          case VAL1 = -INF and VAL2 = -1 which overflows to +INF
1171          for division too.  */
1172
1173       /* For multiplication, the sign of the overflow is given
1174          by the comparison of the signs of the operands.  */
1175       if ((code == MULT_EXPR && sgn1 == sgn2)
1176           /* For addition, the operands must be of the same sign
1177              to yield an overflow.  Its sign is therefore that
1178              of one of the operands, for example the first.  */
1179           || (code == PLUS_EXPR && sgn1 > 0)
1180           /* For subtraction, the operands must be of different
1181              signs to yield an overflow.  Its sign is therefore
1182              that of the first operand or the opposite of that
1183              of the second operand.  A first operand of 0 counts
1184              as positive here, for the corner case 0 - (-INF),
1185              which overflows, but must yield +INF.  */
1186           || (code == MINUS_EXPR && sgn1 >= 0)
1187           /* For division, the only case is -INF / -1 = +INF.  */
1188           || code == TRUNC_DIV_EXPR
1189           || code == FLOOR_DIV_EXPR
1190           || code == CEIL_DIV_EXPR
1191           || code == EXACT_DIV_EXPR
1192           || code == ROUND_DIV_EXPR)
1193         return TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (res));
1194       else
1195         return TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (res));
1196     }
1197
1198   return res;
1199 }
1200
1201
1202 /* Extract range information from a binary expression EXPR based on
1203    the ranges of each of its operands and the expression code.  */
1204
1205 static void
1206 extract_range_from_binary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1207 {
1208   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1209   tree op0, op1, min, max;
1210   int cmp;
1211   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1212   value_range_t vr1 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1213
1214   /* Not all binary expressions can be applied to ranges in a
1215      meaningful way.  Handle only arithmetic operations.  */
1216   if (code != PLUS_EXPR
1217       && code != MINUS_EXPR
1218       && code != MULT_EXPR
1219       && code != TRUNC_DIV_EXPR
1220       && code != FLOOR_DIV_EXPR
1221       && code != CEIL_DIV_EXPR
1222       && code != EXACT_DIV_EXPR
1223       && code != ROUND_DIV_EXPR
1224       && code != MIN_EXPR
1225       && code != MAX_EXPR
1226       && code != TRUTH_ANDIF_EXPR
1227       && code != TRUTH_ORIF_EXPR
1228       && code != TRUTH_AND_EXPR
1229       && code != TRUTH_OR_EXPR
1230       && code != TRUTH_XOR_EXPR)
1231     {
1232       set_value_range_to_varying (vr);
1233       return;
1234     }
1235
1236   /* Get value ranges for each operand.  For constant operands, create
1237      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1238   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1239   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1240     vr0 = *(get_value_range (op0));
1241   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1242     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1243   else
1244     set_value_range_to_varying (&vr0);
1245
1246   op1 = TREE_OPERAND (expr, 1);
1247   if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
1248     vr1 = *(get_value_range (op1));
1249   else if (is_gimple_min_invariant (op1))
1250     set_value_range (&vr1, VR_RANGE, op1, op1, NULL);
1251   else
1252     set_value_range_to_varying (&vr1);
1253
1254   /* If either range is UNDEFINED, so is the result.  */
1255   if (vr0.type == VR_UNDEFINED || vr1.type == VR_UNDEFINED)
1256     {
1257       set_value_range_to_undefined (vr);
1258       return;
1259     }
1260
1261   /* Refuse to operate on VARYING ranges, ranges of different kinds
1262      and symbolic ranges.  TODO, we may be able to derive anti-ranges
1263      in some cases.  */
1264   if (vr0.type == VR_VARYING
1265       || vr1.type == VR_VARYING
1266       || vr0.type != vr1.type
1267       || symbolic_range_p (&vr0)
1268       || symbolic_range_p (&vr1))
1269     {
1270       set_value_range_to_varying (vr);
1271       return;
1272     }
1273
1274   /* Now evaluate the expression to determine the new range.  */
1275   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
1276       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1277       || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op1)))
1278     {
1279       /* For pointer types, we are really only interested in asserting
1280          whether the expression evaluates to non-NULL.  FIXME, we used
1281          to gcc_assert (code == PLUS_EXPR || code == MINUS_EXPR), but
1282          ivopts is generating expressions with pointer multiplication
1283          in them.  */
1284       if (code == PLUS_EXPR)
1285         {
1286           if (range_is_nonnull (&vr0) || range_is_nonnull (&vr1))
1287             set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1288           else if (range_is_null (&vr0) && range_is_null (&vr1))
1289             set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1290           else
1291             set_value_range_to_varying (vr);
1292         }
1293       else
1294         {
1295           /* Subtracting from a pointer, may yield 0, so just drop the
1296              resulting range to varying.  */
1297           set_value_range_to_varying (vr);
1298         }
1299
1300       return;
1301     }
1302
1303   /* For integer ranges, apply the operation to each end of the
1304      range and see what we end up with.  */
1305   if (code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1306       || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1307       || code == TRUTH_AND_EXPR
1308       || code == TRUTH_OR_EXPR
1309       || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1310     {
1311       /* Boolean expressions cannot be folded with int_const_binop.  */
1312       min = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min, vr1.min);
1313       max = fold_binary (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max, vr1.max);
1314     }
1315   else if (code == PLUS_EXPR
1316            || code == MIN_EXPR
1317            || code == MAX_EXPR)
1318     {
1319       /* If we have a PLUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1320          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1321          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1322          op1 == -1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1323          op0 + op1 == 0, so we cannot claim that the sum is in ~[0,0].
1324          Note that we are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at
1325          this point.  */
1326       if (code == PLUS_EXPR && vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1327         {
1328           set_value_range_to_varying (vr);
1329           return;
1330         }
1331
1332       /* For operations that make the resulting range directly
1333          proportional to the original ranges, apply the operation to
1334          the same end of each range.  */
1335       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1336       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max);
1337     }
1338   else if (code == MULT_EXPR
1339            || code == TRUNC_DIV_EXPR
1340            || code == FLOOR_DIV_EXPR
1341            || code == CEIL_DIV_EXPR
1342            || code == EXACT_DIV_EXPR
1343            || code == ROUND_DIV_EXPR)
1344     {
1345       tree val[4];
1346       size_t i;
1347
1348       /* If we have an unsigned MULT_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs,
1349          drop to VR_VARYING.  It would take more effort to compute a
1350          precise range for such a case.  For example, if we have
1351          op0 == 65536 and op1 == 65536 with their ranges both being
1352          ~[0,0] on a 32-bit machine, we would have op0 * op1 == 0, so
1353          we cannot claim that the product is in ~[0,0].  Note that we
1354          are guaranteed to have vr0.type == vr1.type at this
1355          point.  */
1356       if (code == MULT_EXPR
1357           && vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1358           && (flag_wrapv || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op0))))
1359         {
1360           set_value_range_to_varying (vr);
1361           return;
1362         }
1363
1364       /* Multiplications and divisions are a bit tricky to handle,
1365          depending on the mix of signs we have in the two ranges, we
1366          need to operate on different values to get the minimum and
1367          maximum values for the new range.  One approach is to figure
1368          out all the variations of range combinations and do the
1369          operations.
1370
1371          However, this involves several calls to compare_values and it
1372          is pretty convoluted.  It's simpler to do the 4 operations
1373          (MIN0 OP MIN1, MIN0 OP MAX1, MAX0 OP MIN1 and MAX0 OP MAX0 OP
1374          MAX1) and then figure the smallest and largest values to form
1375          the new range.  */
1376
1377       /* Divisions by zero result in a VARYING value.  */
1378       if (code != MULT_EXPR
1379           && (vr0.type == VR_ANTI_RANGE || range_includes_zero_p (&vr1)))
1380         {
1381           set_value_range_to_varying (vr);
1382           return;
1383         }
1384
1385       /* Compute the 4 cross operations.  */
1386       val[0] = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.min);
1387
1388       val[1] = (vr1.max != vr1.min)
1389                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max)
1390                : NULL_TREE;
1391
1392       val[2] = (vr0.max != vr0.min)
1393                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min)
1394                : NULL_TREE;
1395
1396       val[3] = (vr0.min != vr0.max && vr1.min != vr1.max)
1397                ? vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.max)
1398                : NULL_TREE;
1399
1400       /* Set MIN to the minimum of VAL[i] and MAX to the maximum
1401          of VAL[i].  */
1402       min = val[0];
1403       max = val[0];
1404       for (i = 1; i < 4; i++)
1405         {
1406           if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1407             break;
1408
1409           if (val[i])
1410             {
1411               if (TREE_OVERFLOW (val[i]))
1412                 {
1413                   /* If we found an overflowed value, set MIN and MAX
1414                      to it so that we set the resulting range to
1415                      VARYING.  */
1416                   min = max = val[i];
1417                   break;
1418                 }
1419
1420               if (compare_values (val[i], min) == -1)
1421                 min = val[i];
1422
1423               if (compare_values (val[i], max) == 1)
1424                 max = val[i];
1425             }
1426         }
1427     }
1428   else if (code == MINUS_EXPR)
1429     {
1430       /* If we have a MINUS_EXPR with two VR_ANTI_RANGEs, drop to
1431          VR_VARYING.  It would take more effort to compute a precise
1432          range for such a case.  For example, if we have op0 == 1 and
1433          op1 == 1 with their ranges both being ~[0,0], we would have
1434          op0 - op1 == 0, so we cannot claim that the difference is in
1435          ~[0,0].  Note that we are guaranteed to have
1436          vr0.type == vr1.type at this point.  */
1437       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1438         {
1439           set_value_range_to_varying (vr);
1440           return;
1441         }
1442
1443       /* For MINUS_EXPR, apply the operation to the opposite ends of
1444          each range.  */
1445       min = vrp_int_const_binop (code, vr0.min, vr1.max);
1446       max = vrp_int_const_binop (code, vr0.max, vr1.min);
1447     }
1448   else
1449     gcc_unreachable ();
1450
1451   /* If either MIN or MAX overflowed, then set the resulting range to
1452      VARYING.  */
1453   if (TREE_OVERFLOW (min) || TREE_OVERFLOW (max))
1454     {
1455       set_value_range_to_varying (vr);
1456       return;
1457     }
1458
1459   cmp = compare_values (min, max);
1460   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1461     {
1462       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1463          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1464          the new range VARYING.  */
1465       set_value_range_to_varying (vr);
1466     }
1467   else
1468     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1469 }
1470
1471
1472 /* Extract range information from a unary expression EXPR based on
1473    the range of its operand and the expression code.  */
1474
1475 static void
1476 extract_range_from_unary_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1477 {
1478   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1479   tree min, max, op0;
1480   int cmp;
1481   value_range_t vr0 = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
1482
1483   /* Refuse to operate on certain unary expressions for which we
1484      cannot easily determine a resulting range.  */
1485   if (code == FIX_TRUNC_EXPR
1486       || code == FIX_CEIL_EXPR
1487       || code == FIX_FLOOR_EXPR
1488       || code == FIX_ROUND_EXPR
1489       || code == FLOAT_EXPR
1490       || code == BIT_NOT_EXPR
1491       || code == NON_LVALUE_EXPR
1492       || code == CONJ_EXPR)
1493     {
1494       set_value_range_to_varying (vr);
1495       return;
1496     }
1497
1498   /* Get value ranges for the operand.  For constant operands, create
1499      a new value range with the operand to simplify processing.  */
1500   op0 = TREE_OPERAND (expr, 0);
1501   if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
1502     vr0 = *(get_value_range (op0));
1503   else if (is_gimple_min_invariant (op0))
1504     set_value_range (&vr0, VR_RANGE, op0, op0, NULL);
1505   else
1506     set_value_range_to_varying (&vr0);
1507
1508   /* If VR0 is UNDEFINED, so is the result.  */
1509   if (vr0.type == VR_UNDEFINED)
1510     {
1511       set_value_range_to_undefined (vr);
1512       return;
1513     }
1514
1515   /* Refuse to operate on varying and symbolic ranges.  Also, if the
1516      operand is neither a pointer nor an integral type, set the
1517      resulting range to VARYING.  TODO, in some cases we may be able
1518      to derive anti-ranges (like nonzero values).  */
1519   if (vr0.type == VR_VARYING
1520       || (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
1521           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1522       || symbolic_range_p (&vr0))
1523     {
1524       set_value_range_to_varying (vr);
1525       return;
1526     }
1527
1528   /* If the expression involves pointers, we are only interested in
1529      determining if it evaluates to NULL [0, 0] or non-NULL (~[0, 0]).  */
1530   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (expr)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
1531     {
1532       if (range_is_nonnull (&vr0) || tree_expr_nonzero_p (expr))
1533         set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1534       else if (range_is_null (&vr0))
1535         set_value_range_to_null (vr, TREE_TYPE (expr));
1536       else
1537         set_value_range_to_varying (vr);
1538
1539       return;
1540     }
1541
1542   /* Handle unary expressions on integer ranges.  */
1543   if (code == NOP_EXPR || code == CONVERT_EXPR)
1544     {
1545       tree inner_type = TREE_TYPE (op0);
1546       tree outer_type = TREE_TYPE (expr);
1547
1548       /* If VR0 represents a simple range, then try to convert
1549          the min and max values for the range to the same type
1550          as OUTER_TYPE.  If the results compare equal to VR0's
1551          min and max values and the new min is still less than
1552          or equal to the new max, then we can safely use the newly
1553          computed range for EXPR.  This allows us to compute
1554          accurate ranges through many casts.  */
1555       if (vr0.type == VR_RANGE)
1556         {
1557           tree new_min, new_max;
1558
1559           /* Convert VR0's min/max to OUTER_TYPE.  */
1560           new_min = fold_convert (outer_type, vr0.min);
1561           new_max = fold_convert (outer_type, vr0.max);
1562
1563           /* Verify the new min/max values are gimple values and
1564              that they compare equal to VR0's min/max values.  */
1565           if (is_gimple_val (new_min)
1566               && is_gimple_val (new_max)
1567               && tree_int_cst_equal (new_min, vr0.min)
1568               && tree_int_cst_equal (new_max, vr0.max)
1569               && compare_values (new_min, new_max) <= 0
1570               && compare_values (new_min, new_max) >= -1)
1571             {
1572               set_value_range (vr, VR_RANGE, new_min, new_max, vr->equiv);
1573               return;
1574             }
1575         }
1576
1577       /* When converting types of different sizes, set the result to
1578          VARYING.  Things like sign extensions and precision loss may
1579          change the range.  For instance, if x_3 is of type 'long long
1580          int' and 'y_5 = (unsigned short) x_3', if x_3 is ~[0, 0], it
1581          is impossible to know at compile time whether y_5 will be
1582          ~[0, 0].  */
1583       if (TYPE_SIZE (inner_type) != TYPE_SIZE (outer_type)
1584           || TYPE_PRECISION (inner_type) != TYPE_PRECISION (outer_type))
1585         {
1586           set_value_range_to_varying (vr);
1587           return;
1588         }
1589     }
1590
1591   /* Apply the operation to each end of the range and see what we end
1592      up with.  */
1593   if (code == NEGATE_EXPR
1594       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1595     {
1596       /* NEGATE_EXPR flips the range around.  */
1597       min = (vr0.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1598              ? TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1599              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1600
1601       max = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)) && !flag_wrapv)
1602              ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1603              : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1604     }
1605   else if (code == ABS_EXPR
1606            && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (expr)))
1607     {
1608       /* -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE with flag_wrapv so we can't get a
1609          useful range.  */
1610       if (flag_wrapv
1611           && ((vr0.type == VR_RANGE
1612                && vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1613               || (vr0.type == VR_ANTI_RANGE
1614                   && vr0.min != TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1615                   && !range_includes_zero_p (&vr0))))
1616         {
1617           set_value_range_to_varying (vr);
1618           return;
1619         }
1620         
1621       /* ABS_EXPR may flip the range around, if the original range
1622          included negative values.  */
1623       min = (vr0.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr)))
1624             ? TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr))
1625             : fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1626
1627       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1628
1629       cmp = compare_values (min, max);
1630
1631       /* If a VR_ANTI_RANGEs contains zero, then we have
1632          ~[-INF, min(MIN, MAX)].  */
1633       if (vr0.type == VR_ANTI_RANGE)
1634         { 
1635           if (range_includes_zero_p (&vr0))
1636             {
1637               tree type_min_value = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1638
1639               /* Take the lower of the two values.  */
1640               if (cmp != 1)
1641                 max = min;
1642
1643               /* Create ~[-INF, min (abs(MIN), abs(MAX))]
1644                  or ~[-INF + 1, min (abs(MIN), abs(MAX))] when
1645                  flag_wrapv is set and the original anti-range doesn't include
1646                  TYPE_MIN_VALUE, remember -TYPE_MIN_VALUE = TYPE_MIN_VALUE.  */
1647               min = (flag_wrapv && vr0.min != type_min_value
1648                      ? int_const_binop (PLUS_EXPR,
1649                                         type_min_value,
1650                                         integer_one_node, 0)
1651                      : type_min_value);
1652             }
1653           else
1654             {
1655               /* All else has failed, so create the range [0, INF], even for
1656                  flag_wrapv since TYPE_MIN_VALUE is in the original
1657                  anti-range.  */
1658               vr0.type = VR_RANGE;
1659               min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1660               max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (expr));
1661             }
1662         }
1663
1664       /* If the range contains zero then we know that the minimum value in the
1665          range will be zero.  */
1666       else if (range_includes_zero_p (&vr0))
1667         {
1668           if (cmp == 1)
1669             max = min;
1670           min = build_int_cst (TREE_TYPE (expr), 0);
1671         }
1672       else
1673         {
1674           /* If the range was reversed, swap MIN and MAX.  */
1675           if (cmp == 1)
1676             {
1677               tree t = min;
1678               min = max;
1679               max = t;
1680             }
1681         }
1682     }
1683   else
1684     {
1685       /* Otherwise, operate on each end of the range.  */
1686       min = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.min);
1687       max = fold_unary_to_constant (code, TREE_TYPE (expr), vr0.max);
1688     }
1689
1690   cmp = compare_values (min, max);
1691   if (cmp == -2 || cmp == 1)
1692     {
1693       /* If the new range has its limits swapped around (MIN > MAX),
1694          then the operation caused one of them to wrap around, mark
1695          the new range VARYING.  */
1696       set_value_range_to_varying (vr);
1697     }
1698   else
1699     set_value_range (vr, vr0.type, min, max, NULL);
1700 }
1701
1702
1703 /* Extract range information from a comparison expression EXPR based
1704    on the range of its operand and the expression code.  */
1705
1706 static void
1707 extract_range_from_comparison (value_range_t *vr, tree expr)
1708 {
1709   tree val = vrp_evaluate_conditional (expr, false);
1710   if (val)
1711     {
1712       /* Since this expression was found on the RHS of an assignment,
1713          its type may be different from _Bool.  Convert VAL to EXPR's
1714          type.  */
1715       val = fold_convert (TREE_TYPE (expr), val);
1716       set_value_range (vr, VR_RANGE, val, val, vr->equiv);
1717     }
1718   else
1719     set_value_range_to_varying (vr);
1720 }
1721
1722
1723 /* Try to compute a useful range out of expression EXPR and store it
1724    in *VR.  */
1725
1726 static void
1727 extract_range_from_expr (value_range_t *vr, tree expr)
1728 {
1729   enum tree_code code = TREE_CODE (expr);
1730
1731   if (code == ASSERT_EXPR)
1732     extract_range_from_assert (vr, expr);
1733   else if (code == SSA_NAME)
1734     extract_range_from_ssa_name (vr, expr);
1735   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_binary
1736            || code == TRUTH_ANDIF_EXPR
1737            || code == TRUTH_ORIF_EXPR
1738            || code == TRUTH_AND_EXPR
1739            || code == TRUTH_OR_EXPR
1740            || code == TRUTH_XOR_EXPR)
1741     extract_range_from_binary_expr (vr, expr);
1742   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_unary)
1743     extract_range_from_unary_expr (vr, expr);
1744   else if (TREE_CODE_CLASS (code) == tcc_comparison)
1745     extract_range_from_comparison (vr, expr);
1746   else if (is_gimple_min_invariant (expr))
1747     set_value_range (vr, VR_RANGE, expr, expr, NULL);
1748   else if (vrp_expr_computes_nonzero (expr))
1749     set_value_range_to_nonnull (vr, TREE_TYPE (expr));
1750   else
1751     set_value_range_to_varying (vr);
1752 }
1753
1754 /* Given a range VR, a LOOP and a variable VAR, determine whether it
1755    would be profitable to adjust VR using scalar evolution information
1756    for VAR.  If so, update VR with the new limits.  */
1757
1758 static void
1759 adjust_range_with_scev (value_range_t *vr, struct loop *loop, tree stmt,
1760                         tree var)
1761 {
1762   tree init, step, chrec;
1763   enum ev_direction dir;
1764
1765   /* TODO.  Don't adjust anti-ranges.  An anti-range may provide
1766      better opportunities than a regular range, but I'm not sure.  */
1767   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1768     return;
1769
1770   chrec = instantiate_parameters (loop, analyze_scalar_evolution (loop, var));
1771   if (TREE_CODE (chrec) != POLYNOMIAL_CHREC)
1772     return;
1773
1774   init = initial_condition_in_loop_num (chrec, loop->num);
1775   step = evolution_part_in_loop_num (chrec, loop->num);
1776
1777   /* If STEP is symbolic, we can't know whether INIT will be the
1778      minimum or maximum value in the range.  */
1779   if (step == NULL_TREE
1780       || !is_gimple_min_invariant (step))
1781     return;
1782
1783   dir = scev_direction (chrec);
1784   if (/* Do not adjust ranges if we do not know whether the iv increases
1785          or decreases,  ... */
1786       dir == EV_DIR_UNKNOWN
1787       /* ... or if it may wrap.  */
1788       || scev_probably_wraps_p (init, step, stmt,
1789                                 cfg_loops->parray[CHREC_VARIABLE (chrec)],
1790                                 true))
1791     return;
1792
1793   if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (init))
1794       && (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED))
1795     {
1796       /* For VARYING or UNDEFINED ranges, just about anything we get
1797          from scalar evolutions should be better.  */
1798       if (dir == EV_DIR_DECREASES)
1799         set_value_range (vr, VR_RANGE, TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1800                          init, vr->equiv);
1801       else
1802         set_value_range (vr, VR_RANGE, init, TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (init)),
1803                          vr->equiv);
1804     }
1805   else if (vr->type == VR_RANGE)
1806     {
1807       tree min = vr->min;
1808       tree max = vr->max;
1809
1810       if (dir == EV_DIR_DECREASES)
1811         {
1812           /* INIT is the maximum value.  If INIT is lower than VR->MAX
1813              but no smaller than VR->MIN, set VR->MAX to INIT.  */
1814           if (compare_values (init, max) == -1)
1815             {
1816               max = init;
1817
1818               /* If we just created an invalid range with the minimum
1819                  greater than the maximum, we fail conservatively.
1820                  This should happen only in unreachable
1821                  parts of code, or for invalid programs.  */
1822               if (compare_values (min, max) == 1)
1823                 return;
1824             }
1825         }
1826       else
1827         {
1828           /* If INIT is bigger than VR->MIN, set VR->MIN to INIT.  */
1829           if (compare_values (init, min) == 1)
1830             {
1831               min = init;
1832
1833               /* Again, avoid creating invalid range by failing.  */
1834               if (compare_values (min, max) == 1)
1835                 return;
1836             }
1837         }
1838
1839       set_value_range (vr, VR_RANGE, min, max, vr->equiv);
1840     }
1841 }
1842
1843
1844 /* Given two numeric value ranges VR0, VR1 and a comparison code COMP:
1845    
1846    - Return BOOLEAN_TRUE_NODE if VR0 COMP VR1 always returns true for
1847      all the values in the ranges.
1848
1849    - Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison always returns false.
1850
1851    - Return NULL_TREE if it is not always possible to determine the
1852      value of the comparison.  */
1853
1854
1855 static tree
1856 compare_ranges (enum tree_code comp, value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
1857 {
1858   /* VARYING or UNDEFINED ranges cannot be compared.  */
1859   if (vr0->type == VR_VARYING
1860       || vr0->type == VR_UNDEFINED
1861       || vr1->type == VR_VARYING
1862       || vr1->type == VR_UNDEFINED)
1863     return NULL_TREE;
1864
1865   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1866   if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1867     {
1868       /* If both are anti-ranges, then we cannot compute any
1869          comparison.  */
1870       if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
1871         return NULL_TREE;
1872
1873       /* These comparisons are never statically computable.  */
1874       if (comp == GT_EXPR
1875           || comp == GE_EXPR
1876           || comp == LT_EXPR
1877           || comp == LE_EXPR)
1878         return NULL_TREE;
1879
1880       /* Equality can be computed only between a range and an
1881          anti-range.  ~[VAL1, VAL2] == [VAL1, VAL2] is always false.  */
1882       if (vr0->type == VR_RANGE)
1883         {
1884           /* To simplify processing, make VR0 the anti-range.  */
1885           value_range_t *tmp = vr0;
1886           vr0 = vr1;
1887           vr1 = tmp;
1888         }
1889
1890       gcc_assert (comp == NE_EXPR || comp == EQ_EXPR);
1891
1892       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1893           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1894         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
1895
1896       return NULL_TREE;
1897     }
1898
1899   /* Simplify processing.  If COMP is GT_EXPR or GE_EXPR, switch the
1900      operands around and change the comparison code.  */
1901   if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
1902     {
1903       value_range_t *tmp;
1904       comp = (comp == GT_EXPR) ? LT_EXPR : LE_EXPR;
1905       tmp = vr0;
1906       vr0 = vr1;
1907       vr1 = tmp;
1908     }
1909
1910   if (comp == EQ_EXPR)
1911     {
1912       /* Equality may only be computed if both ranges represent
1913          exactly one value.  */
1914       if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1915           && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0)
1916         {
1917           int cmp_min = compare_values (vr0->min, vr1->min);
1918           int cmp_max = compare_values (vr0->max, vr1->max);
1919           if (cmp_min == 0 && cmp_max == 0)
1920             return boolean_true_node;
1921           else if (cmp_min != -2 && cmp_max != -2)
1922             return boolean_false_node;
1923         }
1924
1925       return NULL_TREE;
1926     }
1927   else if (comp == NE_EXPR)
1928     {
1929       int cmp1, cmp2;
1930
1931       /* If VR0 is completely to the left or completely to the right
1932          of VR1, they are always different.  Notice that we need to
1933          make sure that both comparisons yield similar results to
1934          avoid comparing values that cannot be compared at
1935          compile-time.  */
1936       cmp1 = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1937       cmp2 = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1938       if ((cmp1 == -1 && cmp2 == -1) || (cmp1 == 1 && cmp2 == 1))
1939         return boolean_true_node;
1940
1941       /* If VR0 and VR1 represent a single value and are identical,
1942          return false.  */
1943       else if (compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0
1944                && compare_values (vr1->min, vr1->max) == 0
1945                && compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
1946                && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0)
1947         return boolean_false_node;
1948
1949       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
1950       else
1951         return NULL_TREE;
1952     }
1953   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
1954     {
1955       int tst;
1956
1957       /* If VR0 is to the left of VR1, return true.  */
1958       tst = compare_values (vr0->max, vr1->min);
1959       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
1960           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
1961         return boolean_true_node;
1962
1963       /* If VR0 is to the right of VR1, return false.  */
1964       tst = compare_values (vr0->min, vr1->max);
1965       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
1966           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
1967         return boolean_false_node;
1968
1969       /* Otherwise, we don't know.  */
1970       return NULL_TREE;
1971     }
1972     
1973   gcc_unreachable ();
1974 }
1975
1976
1977 /* Given a value range VR, a value VAL and a comparison code COMP, return
1978    BOOLEAN_TRUE_NODE if VR COMP VAL always returns true for all the
1979    values in VR.  Return BOOLEAN_FALSE_NODE if the comparison
1980    always returns false.  Return NULL_TREE if it is not always
1981    possible to determine the value of the comparison.  */
1982
1983 static tree
1984 compare_range_with_value (enum tree_code comp, value_range_t *vr, tree val)
1985 {
1986   if (vr->type == VR_VARYING || vr->type == VR_UNDEFINED)
1987     return NULL_TREE;
1988
1989   /* Anti-ranges need to be handled separately.  */
1990   if (vr->type == VR_ANTI_RANGE)
1991     {
1992       /* For anti-ranges, the only predicates that we can compute at
1993          compile time are equality and inequality.  */
1994       if (comp == GT_EXPR
1995           || comp == GE_EXPR
1996           || comp == LT_EXPR
1997           || comp == LE_EXPR)
1998         return NULL_TREE;
1999
2000       /* ~[VAL_1, VAL_2] OP VAL is known if VAL_1 <= VAL <= VAL_2.  */
2001       if (value_inside_range (val, vr) == 1)
2002         return (comp == NE_EXPR) ? boolean_true_node : boolean_false_node;
2003
2004       return NULL_TREE;
2005     }
2006
2007   if (comp == EQ_EXPR)
2008     {
2009       /* EQ_EXPR may only be computed if VR represents exactly
2010          one value.  */
2011       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0)
2012         {
2013           int cmp = compare_values (vr->min, val);
2014           if (cmp == 0)
2015             return boolean_true_node;
2016           else if (cmp == -1 || cmp == 1 || cmp == 2)
2017             return boolean_false_node;
2018         }
2019       else if (compare_values (val, vr->min) == -1
2020                || compare_values (vr->max, val) == -1)
2021         return boolean_false_node;
2022
2023       return NULL_TREE;
2024     }
2025   else if (comp == NE_EXPR)
2026     {
2027       /* If VAL is not inside VR, then they are always different.  */
2028       if (compare_values (vr->max, val) == -1
2029           || compare_values (vr->min, val) == 1)
2030         return boolean_true_node;
2031
2032       /* If VR represents exactly one value equal to VAL, then return
2033          false.  */
2034       if (compare_values (vr->min, vr->max) == 0
2035           && compare_values (vr->min, val) == 0)
2036         return boolean_false_node;
2037
2038       /* Otherwise, they may or may not be different.  */
2039       return NULL_TREE;
2040     }
2041   else if (comp == LT_EXPR || comp == LE_EXPR)
2042     {
2043       int tst;
2044
2045       /* If VR is to the left of VAL, return true.  */
2046       tst = compare_values (vr->max, val);
2047       if ((comp == LT_EXPR && tst == -1)
2048           || (comp == LE_EXPR && (tst == -1 || tst == 0)))
2049         return boolean_true_node;
2050
2051       /* If VR is to the right of VAL, return false.  */
2052       tst = compare_values (vr->min, val);
2053       if ((comp == LT_EXPR && (tst == 0 || tst == 1))
2054           || (comp == LE_EXPR && tst == 1))
2055         return boolean_false_node;
2056
2057       /* Otherwise, we don't know.  */
2058       return NULL_TREE;
2059     }
2060   else if (comp == GT_EXPR || comp == GE_EXPR)
2061     {
2062       int tst;
2063
2064       /* If VR is to the right of VAL, return true.  */
2065       tst = compare_values (vr->min, val);
2066       if ((comp == GT_EXPR && tst == 1)
2067           || (comp == GE_EXPR && (tst == 0 || tst == 1)))
2068         return boolean_true_node;
2069
2070       /* If VR is to the left of VAL, return false.  */
2071       tst = compare_values (vr->max, val);
2072       if ((comp == GT_EXPR && (tst == -1 || tst == 0))
2073           || (comp == GE_EXPR && tst == -1))
2074         return boolean_false_node;
2075
2076       /* Otherwise, we don't know.  */
2077       return NULL_TREE;
2078     }
2079
2080   gcc_unreachable ();
2081 }
2082
2083
2084 /* Debugging dumps.  */
2085
2086 void dump_value_range (FILE *, value_range_t *);
2087 void debug_value_range (value_range_t *);
2088 void dump_all_value_ranges (FILE *);
2089 void debug_all_value_ranges (void);
2090 void dump_vr_equiv (FILE *, bitmap);
2091 void debug_vr_equiv (bitmap);
2092
2093
2094 /* Dump value range VR to FILE.  */
2095
2096 void
2097 dump_value_range (FILE *file, value_range_t *vr)
2098 {
2099   if (vr == NULL)
2100     fprintf (file, "[]");
2101   else if (vr->type == VR_UNDEFINED)
2102     fprintf (file, "UNDEFINED");
2103   else if (vr->type == VR_RANGE || vr->type == VR_ANTI_RANGE)
2104     {
2105       tree type = TREE_TYPE (vr->min);
2106
2107       fprintf (file, "%s[", (vr->type == VR_ANTI_RANGE) ? "~" : "");
2108
2109       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2110           && !TYPE_UNSIGNED (type)
2111           && vr->min == TYPE_MIN_VALUE (type))
2112         fprintf (file, "-INF");
2113       else
2114         print_generic_expr (file, vr->min, 0);
2115
2116       fprintf (file, ", ");
2117
2118       if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2119           && vr->max == TYPE_MAX_VALUE (type))
2120         fprintf (file, "+INF");
2121       else
2122         print_generic_expr (file, vr->max, 0);
2123
2124       fprintf (file, "]");
2125
2126       if (vr->equiv)
2127         {
2128           bitmap_iterator bi;
2129           unsigned i, c = 0;
2130
2131           fprintf (file, "  EQUIVALENCES: { ");
2132
2133           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (vr->equiv, 0, i, bi)
2134             {
2135               print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2136               fprintf (file, " ");
2137               c++;
2138             }
2139
2140           fprintf (file, "} (%u elements)", c);
2141         }
2142     }
2143   else if (vr->type == VR_VARYING)
2144     fprintf (file, "VARYING");
2145   else
2146     fprintf (file, "INVALID RANGE");
2147 }
2148
2149
2150 /* Dump value range VR to stderr.  */
2151
2152 void
2153 debug_value_range (value_range_t *vr)
2154 {
2155   dump_value_range (stderr, vr);
2156 }
2157
2158
2159 /* Dump value ranges of all SSA_NAMEs to FILE.  */
2160
2161 void
2162 dump_all_value_ranges (FILE *file)
2163 {
2164   size_t i;
2165
2166   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
2167     {
2168       if (vr_value[i])
2169         {
2170           print_generic_expr (file, ssa_name (i), 0);
2171           fprintf (file, ": ");
2172           dump_value_range (file, vr_value[i]);
2173           fprintf (file, "\n");
2174         }
2175     }
2176
2177   fprintf (file, "\n");
2178 }
2179
2180
2181 /* Dump all value ranges to stderr.  */
2182
2183 void
2184 debug_all_value_ranges (void)
2185 {
2186   dump_all_value_ranges (stderr);
2187 }
2188
2189
2190 /* Given a COND_EXPR COND of the form 'V OP W', and an SSA name V,
2191    create a new SSA name N and return the assertion assignment
2192    'V = ASSERT_EXPR <V, V OP W>'.  */
2193
2194 static tree
2195 build_assert_expr_for (tree cond, tree v)
2196 {
2197   tree n, assertion;
2198
2199   gcc_assert (TREE_CODE (v) == SSA_NAME);
2200   n = duplicate_ssa_name (v, NULL_TREE);
2201
2202   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
2203     {
2204       tree a = build (ASSERT_EXPR, TREE_TYPE (v), v, cond); 
2205       assertion = build (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, a);
2206     }
2207   else if (TREE_CODE (cond) == TRUTH_NOT_EXPR)
2208     {
2209       /* Given !V, build the assignment N = false.  */
2210       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
2211       gcc_assert (op0 == v);
2212       assertion = build (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_false_node);
2213     }
2214   else if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
2215     {
2216       /* Given V, build the assignment N = true.  */
2217       gcc_assert (v == cond);
2218       assertion = build (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (v), n, boolean_true_node);
2219     }
2220   else
2221     gcc_unreachable ();
2222
2223   SSA_NAME_DEF_STMT (n) = assertion;
2224
2225   /* The new ASSERT_EXPR, creates a new SSA name that replaces the
2226      operand of the ASSERT_EXPR. Register the new name and the old one
2227      in the replacement table so that we can fix the SSA web after
2228      adding all the ASSERT_EXPRs.  */
2229   register_new_name_mapping (n, v);
2230
2231   return assertion;
2232 }
2233
2234
2235 /* Return false if EXPR is a predicate expression involving floating
2236    point values.  */
2237
2238 static inline bool
2239 fp_predicate (tree expr)
2240 {
2241   return (COMPARISON_CLASS_P (expr)
2242           && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))));
2243 }
2244
2245
2246 /* If the range of values taken by OP can be inferred after STMT executes,
2247    return the comparison code (COMP_CODE_P) and value (VAL_P) that
2248    describes the inferred range.  Return true if a range could be
2249    inferred.  */
2250
2251 static bool
2252 infer_value_range (tree stmt, tree op, enum tree_code *comp_code_p, tree *val_p)
2253 {
2254   *val_p = NULL_TREE;
2255   *comp_code_p = ERROR_MARK;
2256
2257   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2258      abnormal edges.  */
2259   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op))
2260     return false;
2261
2262   /* Similarly, don't infer anything from statements that may throw
2263      exceptions.  */
2264   if (tree_could_throw_p (stmt))
2265     return false;
2266
2267   /* If STMT is the last statement of a basic block with no
2268      successors, there is no point inferring anything about any of its
2269      operands.  We would not be able to find a proper insertion point
2270      for the assertion, anyway.  */
2271   if (stmt_ends_bb_p (stmt) && EDGE_COUNT (bb_for_stmt (stmt)->succs) == 0)
2272     return false;
2273
2274   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op)))
2275     {
2276       bool is_store;
2277       unsigned num_uses, num_derefs;
2278
2279       count_uses_and_derefs (op, stmt, &num_uses, &num_derefs, &is_store);
2280       if (num_derefs > 0 && flag_delete_null_pointer_checks)
2281         {
2282           /* We can only assume that a pointer dereference will yield
2283              non-NULL if -fdelete-null-pointer-checks is enabled.  */
2284           *val_p = build_int_cst (TREE_TYPE (op), 0);
2285           *comp_code_p = NE_EXPR;
2286           return true;
2287         }
2288     }
2289
2290   return false;
2291 }
2292
2293
2294 void dump_asserts_for (FILE *, tree);
2295 void debug_asserts_for (tree);
2296 void dump_all_asserts (FILE *);
2297 void debug_all_asserts (void);
2298
2299 /* Dump all the registered assertions for NAME to FILE.  */
2300
2301 void
2302 dump_asserts_for (FILE *file, tree name)
2303 {
2304   assert_locus_t loc;
2305
2306   fprintf (file, "Assertions to be inserted for ");
2307   print_generic_expr (file, name, 0);
2308   fprintf (file, "\n");
2309
2310   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2311   while (loc)
2312     {
2313       fprintf (file, "\t");
2314       print_generic_expr (file, bsi_stmt (loc->si), 0);
2315       fprintf (file, "\n\tBB #%d", loc->bb->index);
2316       if (loc->e)
2317         {
2318           fprintf (file, "\n\tEDGE %d->%d", loc->e->src->index,
2319                    loc->e->dest->index);
2320           dump_edge_info (file, loc->e, 0);
2321         }
2322       fprintf (file, "\n\tPREDICATE: ");
2323       print_generic_expr (file, name, 0);
2324       fprintf (file, " %s ", tree_code_name[(int)loc->comp_code]);
2325       print_generic_expr (file, loc->val, 0);
2326       fprintf (file, "\n\n");
2327       loc = loc->next;
2328     }
2329
2330   fprintf (file, "\n");
2331 }
2332
2333
2334 /* Dump all the registered assertions for NAME to stderr.  */
2335
2336 void
2337 debug_asserts_for (tree name)
2338 {
2339   dump_asserts_for (stderr, name);
2340 }
2341
2342
2343 /* Dump all the registered assertions for all the names to FILE.  */
2344
2345 void
2346 dump_all_asserts (FILE *file)
2347 {
2348   unsigned i;
2349   bitmap_iterator bi;
2350
2351   fprintf (file, "\nASSERT_EXPRs to be inserted\n\n");
2352   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2353     dump_asserts_for (file, ssa_name (i));
2354   fprintf (file, "\n");
2355 }
2356
2357
2358 /* Dump all the registered assertions for all the names to stderr.  */
2359
2360 void
2361 debug_all_asserts (void)
2362 {
2363   dump_all_asserts (stderr);
2364 }
2365
2366
2367 /* If NAME doesn't have an ASSERT_EXPR registered for asserting
2368    'NAME COMP_CODE VAL' at a location that dominates block BB or
2369    E->DEST, then register this location as a possible insertion point
2370    for ASSERT_EXPR <NAME, NAME COMP_CODE VAL>.
2371
2372    BB, E and SI provide the exact insertion point for the new
2373    ASSERT_EXPR.  If BB is NULL, then the ASSERT_EXPR is to be inserted
2374    on edge E.  Otherwise, if E is NULL, the ASSERT_EXPR is inserted on
2375    BB.  If SI points to a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR statement, then E
2376    must not be NULL.  */
2377
2378 static void
2379 register_new_assert_for (tree name,
2380                          enum tree_code comp_code,
2381                          tree val,
2382                          basic_block bb,
2383                          edge e,
2384                          block_stmt_iterator si)
2385 {
2386   assert_locus_t n, loc, last_loc;
2387   bool found;
2388   basic_block dest_bb;
2389
2390 #if defined ENABLE_CHECKING
2391   gcc_assert (bb == NULL || e == NULL);
2392
2393   if (e == NULL)
2394     gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != COND_EXPR
2395                 && TREE_CODE (bsi_stmt (si)) != SWITCH_EXPR);
2396 #endif
2397
2398   /* The new assertion A will be inserted at BB or E.  We need to
2399      determine if the new location is dominated by a previously
2400      registered location for A.  If we are doing an edge insertion,
2401      assume that A will be inserted at E->DEST.  Note that this is not
2402      necessarily true.
2403      
2404      If E is a critical edge, it will be split.  But even if E is
2405      split, the new block will dominate the same set of blocks that
2406      E->DEST dominates.
2407      
2408      The reverse, however, is not true, blocks dominated by E->DEST
2409      will not be dominated by the new block created to split E.  So,
2410      if the insertion location is on a critical edge, we will not use
2411      the new location to move another assertion previously registered
2412      at a block dominated by E->DEST.  */
2413   dest_bb = (bb) ? bb : e->dest;
2414
2415   /* If NAME already has an ASSERT_EXPR registered for COMP_CODE and
2416      VAL at a block dominating DEST_BB, then we don't need to insert a new
2417      one.  Similarly, if the same assertion already exists at a block
2418      dominated by DEST_BB and the new location is not on a critical
2419      edge, then update the existing location for the assertion (i.e.,
2420      move the assertion up in the dominance tree).
2421
2422      Note, this is implemented as a simple linked list because there
2423      should not be more than a handful of assertions registered per
2424      name.  If this becomes a performance problem, a table hashed by
2425      COMP_CODE and VAL could be implemented.  */
2426   loc = asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)];
2427   last_loc = loc;
2428   found = false;
2429   while (loc)
2430     {
2431       if (loc->comp_code == comp_code
2432           && (loc->val == val
2433               || operand_equal_p (loc->val, val, 0)))
2434         {
2435           /* If the assertion NAME COMP_CODE VAL has already been
2436              registered at a basic block that dominates DEST_BB, then
2437              we don't need to insert the same assertion again.  Note
2438              that we don't check strict dominance here to avoid
2439              replicating the same assertion inside the same basic
2440              block more than once (e.g., when a pointer is
2441              dereferenced several times inside a block).
2442
2443              An exception to this rule are edge insertions.  If the
2444              new assertion is to be inserted on edge E, then it will
2445              dominate all the other insertions that we may want to
2446              insert in DEST_BB.  So, if we are doing an edge
2447              insertion, don't do this dominance check.  */
2448           if (e == NULL
2449               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, dest_bb, loc->bb))
2450             return;
2451
2452           /* Otherwise, if E is not a critical edge and DEST_BB
2453              dominates the existing location for the assertion, move
2454              the assertion up in the dominance tree by updating its
2455              location information.  */
2456           if ((e == NULL || !EDGE_CRITICAL_P (e))
2457               && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loc->bb, dest_bb))
2458             {
2459               loc->bb = dest_bb;
2460               loc->e = e;
2461               loc->si = si;
2462               return;
2463             }
2464         }
2465
2466       /* Update the last node of the list and move to the next one.  */
2467       last_loc = loc;
2468       loc = loc->next;
2469     }
2470
2471   /* If we didn't find an assertion already registered for
2472      NAME COMP_CODE VAL, add a new one at the end of the list of
2473      assertions associated with NAME.  */
2474   n = xmalloc (sizeof (*n));
2475   n->bb = dest_bb;
2476   n->e = e;
2477   n->si = si;
2478   n->comp_code = comp_code;
2479   n->val = val;
2480   n->next = NULL;
2481
2482   if (last_loc)
2483     last_loc->next = n;
2484   else
2485     asserts_for[SSA_NAME_VERSION (name)] = n;
2486
2487   bitmap_set_bit (need_assert_for, SSA_NAME_VERSION (name));
2488 }
2489
2490
2491 /* Try to register an edge assertion for SSA name NAME on edge E for
2492    the conditional jump pointed to by SI.  Return true if an assertion
2493    for NAME could be registered.  */
2494
2495 static bool
2496 register_edge_assert_for (tree name, edge e, block_stmt_iterator si)
2497 {
2498   tree val, stmt;
2499   enum tree_code comp_code;
2500
2501   stmt = bsi_stmt (si);
2502
2503   /* Do not attempt to infer anything in names that flow through
2504      abnormal edges.  */
2505   if (SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (name))
2506     return false;
2507
2508   /* If NAME was not found in the sub-graph reachable from E, then
2509      there's nothing to do.  */
2510   if (!TEST_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (name)))
2511     return false;
2512
2513   /* We found a use of NAME in the sub-graph rooted at E->DEST.
2514      Register an assertion for NAME according to the value that NAME
2515      takes on edge E.  */
2516   if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
2517     {
2518       /* If BB ends in a COND_EXPR then NAME then we should insert
2519          the original predicate on EDGE_TRUE_VALUE and the
2520          opposite predicate on EDGE_FALSE_VALUE.  */
2521       tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
2522       bool is_else_edge = (e->flags & EDGE_FALSE_VALUE) != 0;
2523
2524       /* Predicates may be a single SSA name or NAME OP VAL.  */
2525       if (cond == name)
2526         {
2527           /* If the predicate is a name, it must be NAME, in which
2528              case we create the predicate NAME == true or
2529              NAME == false accordingly.  */
2530           comp_code = EQ_EXPR;
2531           val = (is_else_edge) ? boolean_false_node : boolean_true_node;
2532         }
2533       else
2534         {
2535           /* Otherwise, we have a comparison of the form NAME COMP VAL
2536              or VAL COMP NAME.  */
2537           if (name == TREE_OPERAND (cond, 1))
2538             {
2539               /* If the predicate is of the form VAL COMP NAME, flip
2540                  COMP around because we need to register NAME as the
2541                  first operand in the predicate.  */
2542               comp_code = swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond));
2543               val = TREE_OPERAND (cond, 0);
2544             }
2545           else
2546             {
2547               /* The comparison is of the form NAME COMP VAL, so the
2548                  comparison code remains unchanged.  */
2549               comp_code = TREE_CODE (cond);
2550               val = TREE_OPERAND (cond, 1);
2551             }
2552
2553           /* If we are inserting the assertion on the ELSE edge, we
2554              need to invert the sign comparison.  */
2555           if (is_else_edge)
2556             comp_code = invert_tree_comparison (comp_code, 0);
2557
2558           /* Do not register always-false predicates.  FIXME, this
2559              works around a limitation in fold() when dealing with
2560              enumerations.  Given 'enum { N1, N2 } x;', fold will not
2561              fold 'if (x > N2)' to 'if (0)'.  */
2562           if ((comp_code == GT_EXPR || comp_code == LT_EXPR)
2563               && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (val))
2564                   || SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (val))))
2565             {
2566               tree min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (val));
2567               tree max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (val));
2568
2569               if (comp_code == GT_EXPR && compare_values (val, max) == 0)
2570                 return false;
2571
2572               if (comp_code == LT_EXPR && compare_values (val, min) == 0)
2573                 return false;
2574             }
2575         }
2576     }
2577   else
2578     {
2579       /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2580       gcc_unreachable ();
2581     }
2582
2583   register_new_assert_for (name, comp_code, val, NULL, e, si);
2584   return true;
2585 }
2586
2587
2588 static bool find_assert_locations (basic_block bb);
2589
2590 /* Determine whether the outgoing edges of BB should receive an
2591    ASSERT_EXPR for each of the operands of BB's last statement.  The
2592    last statement of BB must be a COND_EXPR or a SWITCH_EXPR.
2593
2594    If any of the sub-graphs rooted at BB have an interesting use of
2595    the predicate operands, an assert location node is added to the
2596    list of assertions for the corresponding operands.  */
2597
2598 static bool
2599 find_conditional_asserts (basic_block bb)
2600 {
2601   bool need_assert;
2602   block_stmt_iterator last_si;
2603   tree op, last;
2604   edge_iterator ei;
2605   edge e;
2606   ssa_op_iter iter;
2607
2608   need_assert = false;
2609   last_si = bsi_last (bb);
2610   last = bsi_stmt (last_si);
2611
2612   /* Look for uses of the operands in each of the sub-graphs
2613      rooted at BB.  We need to check each of the outgoing edges
2614      separately, so that we know what kind of ASSERT_EXPR to
2615      insert.  */
2616   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2617     {
2618       if (e->dest == bb)
2619         continue;
2620
2621       /* Remove the COND_EXPR operands from the FOUND_IN_SUBGRAPH bitmap.
2622          Otherwise, when we finish traversing each of the sub-graphs, we
2623          won't know whether the variables were found in the sub-graphs or
2624          if they had been found in a block upstream from BB.  */
2625       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2626         RESET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2627
2628       /* Traverse the strictly dominated sub-graph rooted at E->DEST
2629          to determine if any of the operands in the conditional
2630          predicate are used.  */
2631       if (e->dest != bb)
2632         need_assert |= find_assert_locations (e->dest);
2633
2634       /* Register the necessary assertions for each operand in the
2635          conditional predicate.  */
2636       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2637         need_assert |= register_edge_assert_for (op, e, last_si);
2638     }
2639
2640   /* Finally, indicate that we have found the operands in the
2641      conditional.  */
2642   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, last, iter, SSA_OP_USE)
2643     SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2644
2645   return need_assert;
2646 }
2647
2648
2649 /* Traverse all the statements in block BB looking for statements that
2650    may generate useful assertions for the SSA names in their operand.
2651    If a statement produces a useful assertion A for name N_i, then the
2652    list of assertions already generated for N_i is scanned to
2653    determine if A is actually needed.
2654    
2655    If N_i already had the assertion A at a location dominating the
2656    current location, then nothing needs to be done.  Otherwise, the
2657    new location for A is recorded instead.
2658
2659    1- For every statement S in BB, all the variables used by S are
2660       added to bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.
2661
2662    2- If statement S uses an operand N in a way that exposes a known
2663       value range for N, then if N was not already generated by an
2664       ASSERT_EXPR, create a new assert location for N.  For instance,
2665       if N is a pointer and the statement dereferences it, we can
2666       assume that N is not NULL.
2667
2668    3- COND_EXPRs are a special case of #2.  We can derive range
2669       information from the predicate but need to insert different
2670       ASSERT_EXPRs for each of the sub-graphs rooted at the
2671       conditional block.  If the last statement of BB is a conditional
2672       expression of the form 'X op Y', then
2673
2674       a) Remove X and Y from the set FOUND_IN_SUBGRAPH.
2675
2676       b) If the conditional is the only entry point to the sub-graph
2677          corresponding to the THEN_CLAUSE, recurse into it.  On
2678          return, if X and/or Y are marked in FOUND_IN_SUBGRAPH, then
2679          an ASSERT_EXPR is added for the corresponding variable.
2680
2681       c) Repeat step (b) on the ELSE_CLAUSE.
2682
2683       d) Mark X and Y in FOUND_IN_SUBGRAPH.
2684
2685       For instance,
2686
2687             if (a == 9)
2688               b = a;
2689             else
2690               b = c + 1;
2691
2692       In this case, an assertion on the THEN clause is useful to
2693       determine that 'a' is always 9 on that edge.  However, an assertion
2694       on the ELSE clause would be unnecessary.
2695
2696    4- If BB does not end in a conditional expression, then we recurse
2697       into BB's dominator children.
2698    
2699    At the end of the recursive traversal, every SSA name will have a
2700    list of locations where ASSERT_EXPRs should be added.  When a new
2701    location for name N is found, it is registered by calling
2702    register_new_assert_for.  That function keeps track of all the
2703    registered assertions to prevent adding unnecessary assertions.
2704    For instance, if a pointer P_4 is dereferenced more than once in a
2705    dominator tree, only the location dominating all the dereference of
2706    P_4 will receive an ASSERT_EXPR.
2707
2708    If this function returns true, then it means that there are names
2709    for which we need to generate ASSERT_EXPRs.  Those assertions are
2710    inserted by process_assert_insertions.
2711
2712    TODO.  Handle SWITCH_EXPR.  */
2713
2714 static bool
2715 find_assert_locations (basic_block bb)
2716 {
2717   block_stmt_iterator si;
2718   tree last, phi;
2719   bool need_assert;
2720   basic_block son;
2721
2722   if (TEST_BIT (blocks_visited, bb->index))
2723     return false;
2724
2725   SET_BIT (blocks_visited, bb->index);
2726
2727   need_assert = false;
2728
2729   /* Traverse all PHI nodes in BB marking used operands.  */
2730   for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
2731     {
2732       use_operand_p arg_p;
2733       ssa_op_iter i;
2734
2735       FOR_EACH_PHI_ARG (arg_p, phi, i, SSA_OP_USE)
2736         {
2737           tree arg = USE_FROM_PTR (arg_p);
2738           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
2739             {
2740               gcc_assert (is_gimple_reg (PHI_RESULT (phi)));
2741               SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (arg));
2742             }
2743         }
2744     }
2745
2746   /* Traverse all the statements in BB marking used names and looking
2747      for statements that may infer assertions for their used operands.  */
2748   last = NULL_TREE;
2749   for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
2750     {
2751       tree stmt, op;
2752       ssa_op_iter i;
2753
2754       stmt = bsi_stmt (si);
2755
2756       /* See if we can derive an assertion for any of STMT's operands.  */
2757       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (op, stmt, i, SSA_OP_USE)
2758         {
2759           tree value;
2760           enum tree_code comp_code;
2761
2762           /* Mark OP in bitmap FOUND_IN_SUBGRAPH.  If STMT is inside
2763              the sub-graph of a conditional block, when we return from
2764              this recursive walk, our parent will use the
2765              FOUND_IN_SUBGRAPH bitset to determine if one of the
2766              operands it was looking for was present in the sub-graph.  */
2767           SET_BIT (found_in_subgraph, SSA_NAME_VERSION (op));
2768
2769           /* If OP is used only once, namely in this STMT, don't
2770              bother creating an ASSERT_EXPR for it.  Such an
2771              ASSERT_EXPR would do nothing but increase compile time.
2772              Experiments show that with this simple check, we can save
2773              more than 20% of ASSERT_EXPRs.  */
2774           if (has_single_use (op))
2775             continue;
2776
2777           /* If OP is used in such a way that we can infer a value
2778              range for it, and we don't find a previous assertion for
2779              it, create a new assertion location node for OP.  */
2780           if (infer_value_range (stmt, op, &comp_code, &value))
2781             {
2782               register_new_assert_for (op, comp_code, value, bb, NULL, si);
2783               need_assert = true;
2784             }
2785         }
2786
2787       /* Remember the last statement of the block.  */
2788       last = stmt;
2789     }
2790
2791   /* If BB's last statement is a conditional expression
2792      involving integer operands, recurse into each of the sub-graphs
2793      rooted at BB to determine if we need to add ASSERT_EXPRs.  */
2794   if (last
2795       && TREE_CODE (last) == COND_EXPR
2796       && !fp_predicate (COND_EXPR_COND (last))
2797       && !ZERO_SSA_OPERANDS (last, SSA_OP_USE))
2798     need_assert |= find_conditional_asserts (bb);
2799
2800   /* Recurse into the dominator children of BB.  */
2801   for (son = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
2802        son;
2803        son = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, son))
2804     need_assert |= find_assert_locations (son);
2805
2806   return need_assert;
2807 }
2808
2809
2810 /* Create an ASSERT_EXPR for NAME and insert it in the location
2811    indicated by LOC.  Return true if we made any edge insertions.  */
2812
2813 static bool
2814 process_assert_insertions_for (tree name, assert_locus_t loc)
2815 {
2816   /* Build the comparison expression NAME_i COMP_CODE VAL.  */
2817   tree stmt, cond, assert_expr;
2818   edge_iterator ei;
2819   edge e;
2820
2821   cond = build (loc->comp_code, boolean_type_node, name, loc->val);
2822   assert_expr = build_assert_expr_for (cond, name);
2823
2824   if (loc->e)
2825     {
2826       /* We have been asked to insert the assertion on an edge.  This
2827          is used only by COND_EXPR and SWITCH_EXPR assertions.  */
2828 #if defined ENABLE_CHECKING
2829       gcc_assert (TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == COND_EXPR
2830           || TREE_CODE (bsi_stmt (loc->si)) == SWITCH_EXPR);
2831 #endif
2832
2833       bsi_insert_on_edge (loc->e, assert_expr);
2834       return true;
2835     }
2836
2837   /* Otherwise, we can insert right after LOC->SI iff the
2838      statement must not be the last statement in the block.  */
2839   stmt = bsi_stmt (loc->si);
2840   if (!stmt_ends_bb_p (stmt))
2841     {
2842       bsi_insert_after (&loc->si, assert_expr, BSI_SAME_STMT);
2843       return false;
2844     }
2845
2846   /* If STMT must be the last statement in BB, we can only insert new
2847      assertions on the non-abnormal edge out of BB.  Note that since
2848      STMT is not control flow, there may only be one non-abnormal edge
2849      out of BB.  */
2850   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loc->bb->succs)
2851     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2852       {
2853         bsi_insert_on_edge (e, assert_expr);
2854         return true;
2855       }
2856
2857   gcc_unreachable ();
2858 }
2859
2860
2861 /* Process all the insertions registered for every name N_i registered
2862    in NEED_ASSERT_FOR.  The list of assertions to be inserted are
2863    found in ASSERTS_FOR[i].  */
2864
2865 static void
2866 process_assert_insertions (void)
2867 {
2868   unsigned i;
2869   bitmap_iterator bi;
2870   bool update_edges_p = false;
2871   int num_asserts = 0;
2872
2873   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2874     dump_all_asserts (dump_file);
2875
2876   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (need_assert_for, 0, i, bi)
2877     {
2878       assert_locus_t loc = asserts_for[i];
2879       gcc_assert (loc);
2880
2881       while (loc)
2882         {
2883           assert_locus_t next = loc->next;
2884           update_edges_p |= process_assert_insertions_for (ssa_name (i), loc);
2885           free (loc);
2886           loc = next;
2887           num_asserts++;
2888         }
2889     }
2890
2891   if (update_edges_p)
2892     bsi_commit_edge_inserts ();
2893
2894   if (dump_file && (dump_flags & TDF_STATS))
2895     fprintf (dump_file, "\nNumber of ASSERT_EXPR expressions inserted: %d\n\n",
2896              num_asserts);
2897 }
2898
2899
2900 /* Traverse the flowgraph looking for conditional jumps to insert range
2901    expressions.  These range expressions are meant to provide information
2902    to optimizations that need to reason in terms of value ranges.  They
2903    will not be expanded into RTL.  For instance, given:
2904
2905    x = ...
2906    y = ...
2907    if (x < y)
2908      y = x - 2;
2909    else
2910      x = y + 3;
2911
2912    this pass will transform the code into:
2913
2914    x = ...
2915    y = ...
2916    if (x < y)
2917     {
2918       x = ASSERT_EXPR <x, x < y>
2919       y = x - 2
2920     }
2921    else
2922     {
2923       y = ASSERT_EXPR <y, x <= y>
2924       x = y + 3
2925     }
2926
2927    The idea is that once copy and constant propagation have run, other
2928    optimizations will be able to determine what ranges of values can 'x'
2929    take in different paths of the code, simply by checking the reaching
2930    definition of 'x'.  */
2931
2932 static void
2933 insert_range_assertions (void)
2934 {
2935   edge e;
2936   edge_iterator ei;
2937   bool update_ssa_p;
2938   
2939   found_in_subgraph = sbitmap_alloc (num_ssa_names);
2940   sbitmap_zero (found_in_subgraph);
2941
2942   blocks_visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
2943   sbitmap_zero (blocks_visited);
2944
2945   need_assert_for = BITMAP_ALLOC (NULL);
2946   asserts_for = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2947   memset (asserts_for, 0, num_ssa_names * sizeof (assert_locus_t));
2948
2949   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2950
2951   update_ssa_p = false;
2952   FOR_EACH_EDGE (e, ei, ENTRY_BLOCK_PTR->succs)
2953     if (find_assert_locations (e->dest))
2954       update_ssa_p = true;
2955
2956   if (update_ssa_p)
2957     {
2958       process_assert_insertions ();
2959       update_ssa (TODO_update_ssa_no_phi);
2960     }
2961
2962   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2963     {
2964       fprintf (dump_file, "\nSSA form after inserting ASSERT_EXPRs\n");
2965       dump_function_to_file (current_function_decl, dump_file, dump_flags);
2966     }
2967
2968   sbitmap_free (found_in_subgraph);
2969   free (asserts_for);
2970   BITMAP_FREE (need_assert_for);
2971 }
2972
2973
2974 /* Replaces all uses of NAME by VAL.  */
2975
2976 static void
2977 replace_uses_by_vrp (tree name, tree val)
2978 {
2979   imm_use_iterator imm_iter;
2980   use_operand_p use;
2981   tree stmt;
2982   edge e;
2983   unsigned i;
2984   VEC(tree,heap) *stmts = VEC_alloc (tree, heap, 20);
2985
2986   FOR_EACH_IMM_USE_SAFE (use, imm_iter, name)
2987     {
2988       stmt = USE_STMT (use);
2989       SET_USE (use, val);
2990
2991       if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE)
2992         {
2993           e = PHI_ARG_EDGE (stmt, PHI_ARG_INDEX_FROM_USE (use));
2994           if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
2995             {
2996               /* This can only occur for virtual operands, since
2997                  for the real ones SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (name))
2998                  would prevent replacement.  */
2999               gcc_assert (!is_gimple_reg (name));
3000               SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (val) = 1;
3001             }
3002         }
3003       else
3004         VEC_safe_push (tree, heap, stmts, stmt);
3005     }
3006  
3007   /* We do not update the statements in the loop above.  Consider
3008      x = w * w;
3009
3010      If we performed the update in the first loop, the statement
3011      would be rescanned after first occurrence of w is replaced,
3012      the new uses would be placed to the beginning of the list,
3013      and we would never process them.  */
3014   for (i = 0; VEC_iterate (tree, stmts, i, stmt); i++)
3015     update_stmt (stmt);
3016
3017   VEC_free (tree, heap, stmts);
3018
3019   /* Also update the trees stored in loop structures.  */
3020   if (current_loops)
3021     {
3022       struct loop *loop;
3023
3024       for (i = 0; i < current_loops->num; i++)
3025         {
3026           loop = current_loops->parray[i];
3027           if (loop)
3028             substitute_in_loop_info (loop, name, val);
3029         }
3030     }
3031 }
3032
3033
3034 /* Convert range assertion expressions into the implied copies and
3035    copy propagate away the copies.  Doing the trivial copy propagation
3036    here avoids the need to run the full copy propagation pass after
3037    VRP. 
3038    
3039    FIXME, this will eventually lead to copy propagation removing the
3040    names that had useful range information attached to them.  For
3041    instance, if we had the assertion N_i = ASSERT_EXPR <N_j, N_j > 3>,
3042    then N_i will have the range [3, +INF].
3043    
3044    However, by converting the assertion into the implied copy
3045    operation N_i = N_j, we will then copy-propagate N_j into the uses
3046    of N_i and lose the range information.  We may want to hold on to
3047    ASSERT_EXPRs a little while longer as the ranges could be used in
3048    things like jump threading.
3049    
3050    The problem with keeping ASSERT_EXPRs around is that passes after
3051    VRP need to handle them appropriately. 
3052
3053    Another approach would be to make the range information a first
3054    class property of the SSA_NAME so that it can be queried from
3055    any pass.  This is made somewhat more complex by the need for
3056    multiple ranges to be associated with one SSA_NAME.  */
3057
3058 static void
3059 remove_range_assertions (void)
3060 {
3061   basic_block bb;
3062   block_stmt_iterator si;
3063
3064   /* Note that the BSI iterator bump happens at the bottom of the
3065      loop and no bump is necessary if we're removing the statement
3066      referenced by the current BSI.  */
3067   FOR_EACH_BB (bb)
3068     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si);)
3069       {
3070         tree stmt = bsi_stmt (si);
3071
3072         if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3073             && TREE_CODE (TREE_OPERAND (stmt, 1)) == ASSERT_EXPR)
3074           {
3075             tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3076             tree cond = fold (ASSERT_EXPR_COND (rhs));
3077             tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3078
3079             gcc_assert (cond != boolean_false_node);
3080             TREE_OPERAND (stmt, 1) = ASSERT_EXPR_VAR (rhs);
3081             update_stmt (stmt);
3082
3083             /* The statement is now a copy.  Propagate the RHS into
3084                every use of the LHS.  */
3085             replace_uses_by_vrp (lhs, ASSERT_EXPR_VAR (rhs));
3086
3087             /* And finally, remove the copy, it is not needed.  */
3088             bsi_remove (&si);
3089           }
3090         else
3091           bsi_next (&si);
3092       }
3093
3094   sbitmap_free (blocks_visited);
3095 }
3096
3097
3098 /* Return true if STMT is interesting for VRP.  */
3099
3100 static bool
3101 stmt_interesting_for_vrp (tree stmt)
3102 {
3103   if (TREE_CODE (stmt) == PHI_NODE
3104       && is_gimple_reg (PHI_RESULT (stmt))
3105       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))
3106           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (PHI_RESULT (stmt)))))
3107     return true;
3108   else if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
3109     {
3110       tree lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3111
3112       if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3113           && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3114               || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3115           && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3116         return true;
3117     }
3118   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3119     return true;
3120
3121   return false;
3122 }
3123
3124
3125 /* Initialize local data structures for VRP.  */
3126
3127 static void
3128 vrp_initialize (void)
3129 {
3130   basic_block bb;
3131
3132   vr_value = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3133   memset (vr_value, 0, num_ssa_names * sizeof (value_range_t *));
3134
3135   FOR_EACH_BB (bb)
3136     {
3137       block_stmt_iterator si;
3138       tree phi;
3139
3140       for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = PHI_CHAIN (phi))
3141         {
3142           if (!stmt_interesting_for_vrp (phi))
3143             {
3144               tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3145               set_value_range_to_varying (get_value_range (lhs));
3146               DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = true;
3147             }
3148           else
3149             DONT_SIMULATE_AGAIN (phi) = false;
3150         }
3151
3152       for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); bsi_next (&si))
3153         {
3154           tree stmt = bsi_stmt (si);
3155
3156           if (!stmt_interesting_for_vrp (stmt))
3157             {
3158               ssa_op_iter i;
3159               tree def;
3160               FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, i, SSA_OP_DEF)
3161                 set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3162               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = true;
3163             }
3164           else
3165             {
3166               DONT_SIMULATE_AGAIN (stmt) = false;
3167             }
3168         }
3169     }
3170 }
3171
3172
3173 /* Visit assignment STMT.  If it produces an interesting range, record
3174    the SSA name in *OUTPUT_P.  */
3175
3176 static enum ssa_prop_result
3177 vrp_visit_assignment (tree stmt, tree *output_p)
3178 {
3179   tree lhs, rhs, def;
3180   ssa_op_iter iter;
3181
3182   lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
3183   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
3184
3185   /* We only keep track of ranges in integral and pointer types.  */
3186   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
3187       && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))
3188           || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs))))
3189     {
3190       struct loop *l;
3191       value_range_t new_vr = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3192
3193       extract_range_from_expr (&new_vr, rhs);
3194
3195       /* If STMT is inside a loop, we may be able to know something
3196          else about the range of LHS by examining scalar evolution
3197          information.  */
3198       if (cfg_loops && (l = loop_containing_stmt (stmt)))
3199         adjust_range_with_scev (&new_vr, l, stmt, lhs);
3200
3201       if (update_value_range (lhs, &new_vr))
3202         {
3203           *output_p = lhs;
3204
3205           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3206             {
3207               fprintf (dump_file, "Found new range for ");
3208               print_generic_expr (dump_file, lhs, 0);
3209               fprintf (dump_file, ": ");
3210               dump_value_range (dump_file, &new_vr);
3211               fprintf (dump_file, "\n\n");
3212             }
3213
3214           if (new_vr.type == VR_VARYING)
3215             return SSA_PROP_VARYING;
3216
3217           return SSA_PROP_INTERESTING;
3218         }
3219
3220       return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3221     }
3222   
3223   /* Every other statement produces no useful ranges.  */
3224   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3225     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3226
3227   return SSA_PROP_VARYING;
3228 }
3229
3230
3231 /* Compare all the value ranges for names equivalent to VAR with VAL
3232    using comparison code COMP.  Return the same value returned by
3233    compare_range_with_value.  */
3234
3235 static tree
3236 compare_name_with_value (enum tree_code comp, tree var, tree val)
3237 {
3238   bitmap_iterator bi;
3239   unsigned i;
3240   bitmap e;
3241   tree retval, t;
3242   
3243   t = retval = NULL_TREE;
3244
3245   /* Get the set of equivalences for VAR.  */
3246   e = get_value_range (var)->equiv;
3247
3248   /* Add VAR to its own set of equivalences so that VAR's value range
3249      is processed by this loop (otherwise, we would have to replicate
3250      the body of the loop just to check VAR's value range).  */
3251   bitmap_set_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3252
3253   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e, 0, i, bi)
3254     {
3255       value_range_t equiv_vr = *(vr_value[i]);
3256
3257       /* If name N_i does not have a valid range, use N_i as its own
3258          range.  This allows us to compare against names that may
3259          have N_i in their ranges.  */
3260       if (equiv_vr.type == VR_VARYING || equiv_vr.type == VR_UNDEFINED)
3261         {
3262           equiv_vr.type = VR_RANGE;
3263           equiv_vr.min = ssa_name (i);
3264           equiv_vr.max = ssa_name (i);
3265         }
3266
3267       t = compare_range_with_value (comp, &equiv_vr, val);
3268       if (t)
3269         {
3270           /* All the ranges should compare the same against VAL.  */
3271           gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3272           retval = t;
3273         }
3274     }
3275
3276   /* Remove VAR from its own equivalence set.  */
3277   bitmap_clear_bit (e, SSA_NAME_VERSION (var));
3278
3279   if (retval)
3280     return retval;
3281
3282   /* We couldn't find a non-NULL value for the predicate.  */
3283   return NULL_TREE;
3284 }
3285
3286
3287 /* Given a comparison code COMP and names N1 and N2, compare all the
3288    ranges equivalent to N1 against all the ranges equivalent to N2
3289    to determine the value of N1 COMP N2.  Return the same value
3290    returned by compare_ranges.  */
3291
3292 static tree
3293 compare_names (enum tree_code comp, tree n1, tree n2)
3294 {
3295   tree t, retval;
3296   bitmap e1, e2;
3297   bitmap_iterator bi1, bi2;
3298   unsigned i1, i2;
3299
3300   /* Compare the ranges of every name equivalent to N1 against the
3301      ranges of every name equivalent to N2.  */
3302   e1 = get_value_range (n1)->equiv;
3303   e2 = get_value_range (n2)->equiv;
3304
3305   /* Add N1 and N2 to their own set of equivalences to avoid
3306      duplicating the body of the loop just to check N1 and N2
3307      ranges.  */
3308   bitmap_set_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3309   bitmap_set_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3310
3311   /* If the equivalence sets have a common intersection, then the two
3312      names can be compared without checking their ranges.  */
3313   if (bitmap_intersect_p (e1, e2))
3314     {
3315       bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3316       bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3317
3318       return (comp == EQ_EXPR || comp == GE_EXPR || comp == LE_EXPR)
3319              ? boolean_true_node
3320              : boolean_false_node;
3321     }
3322
3323   /* Otherwise, compare all the equivalent ranges.  First, add N1 and
3324      N2 to their own set of equivalences to avoid duplicating the body
3325      of the loop just to check N1 and N2 ranges.  */
3326   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e1, 0, i1, bi1)
3327     {
3328       value_range_t vr1 = *(vr_value[i1]);
3329
3330       /* If the range is VARYING or UNDEFINED, use the name itself.  */
3331       if (vr1.type == VR_VARYING || vr1.type == VR_UNDEFINED)
3332         {
3333           vr1.type = VR_RANGE;
3334           vr1.min = ssa_name (i1);
3335           vr1.max = ssa_name (i1);
3336         }
3337
3338       t = retval = NULL_TREE;
3339       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (e2, 0, i2, bi2)
3340         {
3341           value_range_t vr2 = *(vr_value[i2]);
3342
3343           if (vr2.type == VR_VARYING || vr2.type == VR_UNDEFINED)
3344             {
3345               vr2.type = VR_RANGE;
3346               vr2.min = ssa_name (i2);
3347               vr2.max = ssa_name (i2);
3348             }
3349
3350           t = compare_ranges (comp, &vr1, &vr2);
3351           if (t)
3352             {
3353               /* All the ranges in the equivalent sets should compare
3354                  the same.  */
3355               gcc_assert (retval == NULL || t == retval);
3356               retval = t;
3357             }
3358         }
3359
3360       if (retval)
3361         {
3362           bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3363           bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3364           return retval;
3365         }
3366     }
3367
3368   /* None of the equivalent ranges are useful in computing this
3369      comparison.  */
3370   bitmap_clear_bit (e1, SSA_NAME_VERSION (n1));
3371   bitmap_clear_bit (e2, SSA_NAME_VERSION (n2));
3372   return NULL_TREE;
3373 }
3374
3375
3376 /* Given a conditional predicate COND, try to determine if COND yields
3377    true or false based on the value ranges of its operands.  Return
3378    BOOLEAN_TRUE_NODE if the conditional always evaluates to true,
3379    BOOLEAN_FALSE_NODE if the conditional always evaluates to false, and,
3380    NULL if the conditional cannot be evaluated at compile time.
3381
3382    If USE_EQUIV_P is true, the ranges of all the names equivalent with
3383    the operands in COND are used when trying to compute its value.
3384    This is only used during final substitution.  During propagation,
3385    we only check the range of each variable and not its equivalents.  */
3386
3387 tree
3388 vrp_evaluate_conditional (tree cond, bool use_equiv_p)
3389 {
3390   gcc_assert (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
3391               || TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (cond)) == tcc_comparison);
3392
3393   if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME)
3394     {
3395       value_range_t *vr;
3396       tree retval;
3397
3398       if (use_equiv_p)
3399         retval = compare_name_with_value (NE_EXPR, cond, boolean_false_node);
3400       else
3401         {
3402           value_range_t *vr = get_value_range (cond);
3403           retval = compare_range_with_value (NE_EXPR, vr, boolean_false_node);
3404         }
3405
3406       /* If COND has a known boolean range, return it.  */
3407       if (retval)
3408         return retval;
3409
3410       /* Otherwise, if COND has a symbolic range of exactly one value,
3411          return it.  */
3412       vr = get_value_range (cond);
3413       if (vr->type == VR_RANGE && vr->min == vr->max)
3414         return vr->min;
3415     }
3416   else
3417     {
3418       tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
3419       tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
3420
3421       /* We only deal with integral and pointer types.  */
3422       if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
3423           && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (op0)))
3424         return NULL_TREE;
3425
3426       if (use_equiv_p)
3427         {
3428           if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME && TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3429             return compare_names (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3430           else if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME)
3431             return compare_name_with_value (TREE_CODE (cond), op0, op1);
3432           else if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME)
3433             return compare_name_with_value (
3434                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), op1, op0);
3435         }
3436       else
3437         {
3438           value_range_t *vr0, *vr1;
3439
3440           vr0 = (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME) ? get_value_range (op0) : NULL;
3441           vr1 = (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME) ? get_value_range (op1) : NULL;
3442
3443           if (vr0 && vr1)
3444             return compare_ranges (TREE_CODE (cond), vr0, vr1);
3445           else if (vr0 && vr1 == NULL)
3446             return compare_range_with_value (TREE_CODE (cond), vr0, op1);
3447           else if (vr0 == NULL && vr1)
3448             return compare_range_with_value (
3449                     swap_tree_comparison (TREE_CODE (cond)), vr1, op0);
3450         }
3451     }
3452
3453   /* Anything else cannot be computed statically.  */
3454   return NULL_TREE;
3455 }
3456
3457
3458 /* Visit conditional statement STMT.  If we can determine which edge
3459    will be taken out of STMT's basic block, record it in
3460    *TAKEN_EDGE_P and return SSA_PROP_INTERESTING.  Otherwise, return
3461    SSA_PROP_VARYING.  */
3462
3463 static enum ssa_prop_result
3464 vrp_visit_cond_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p)
3465 {
3466   tree cond, val;
3467
3468   *taken_edge_p = NULL;
3469
3470   /* FIXME.  Handle SWITCH_EXPRs.  But first, the assert pass needs to
3471      add ASSERT_EXPRs for them.  */
3472   if (TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3473     return SSA_PROP_VARYING;
3474
3475   cond = COND_EXPR_COND (stmt);
3476
3477   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3478     {
3479       tree use;
3480       ssa_op_iter i;
3481
3482       fprintf (dump_file, "\nVisiting conditional with predicate: ");
3483       print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
3484       fprintf (dump_file, "\nWith known ranges\n");
3485       
3486       FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (use, stmt, i, SSA_OP_USE)
3487         {
3488           fprintf (dump_file, "\t");
3489           print_generic_expr (dump_file, use, 0);
3490           fprintf (dump_file, ": ");
3491           dump_value_range (dump_file, vr_value[SSA_NAME_VERSION (use)]);
3492         }
3493
3494       fprintf (dump_file, "\n");
3495     }
3496
3497   /* Compute the value of the predicate COND by checking the known
3498      ranges of each of its operands.
3499      
3500      Note that we cannot evaluate all the equivalent ranges here
3501      because those ranges may not yet be final and with the current
3502      propagation strategy, we cannot determine when the value ranges
3503      of the names in the equivalence set have changed.
3504
3505      For instance, given the following code fragment
3506
3507         i_5 = PHI <8, i_13>
3508         ...
3509         i_14 = ASSERT_EXPR <i_5, i_5 != 0>
3510         if (i_14 == 1)
3511           ...
3512
3513      Assume that on the first visit to i_14, i_5 has the temporary
3514      range [8, 8] because the second argument to the PHI function is
3515      not yet executable.  We derive the range ~[0, 0] for i_14 and the
3516      equivalence set { i_5 }.  So, when we visit 'if (i_14 == 1)' for
3517      the first time, since i_14 is equivalent to the range [8, 8], we
3518      determine that the predicate is always false.
3519
3520      On the next round of propagation, i_13 is determined to be
3521      VARYING, which causes i_5 to drop down to VARYING.  So, another
3522      visit to i_14 is scheduled.  In this second visit, we compute the
3523      exact same range and equivalence set for i_14, namely ~[0, 0] and
3524      { i_5 }.  But we did not have the previous range for i_5
3525      registered, so vrp_visit_assignment thinks that the range for
3526      i_14 has not changed.  Therefore, the predicate 'if (i_14 == 1)'
3527      is not visited again, which stops propagation from visiting
3528      statements in the THEN clause of that if().
3529
3530      To properly fix this we would need to keep the previous range
3531      value for the names in the equivalence set.  This way we would've
3532      discovered that from one visit to the other i_5 changed from
3533      range [8, 8] to VR_VARYING.
3534
3535      However, fixing this apparent limitation may not be worth the
3536      additional checking.  Testing on several code bases (GCC, DLV,
3537      MICO, TRAMP3D and SPEC2000) showed that doing this results in
3538      4 more predicates folded in SPEC.  */
3539   val = vrp_evaluate_conditional (cond, false);
3540   if (val)
3541     *taken_edge_p = find_taken_edge (bb_for_stmt (stmt), val);
3542
3543   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3544     {
3545       fprintf (dump_file, "\nPredicate evaluates to: ");
3546       if (val == NULL_TREE)
3547         fprintf (dump_file, "DON'T KNOW\n");
3548       else
3549         print_generic_stmt (dump_file, val, 0);
3550     }
3551
3552   return (*taken_edge_p) ? SSA_PROP_INTERESTING : SSA_PROP_VARYING;
3553 }
3554
3555
3556 /* Evaluate statement STMT.  If the statement produces a useful range,
3557    return SSA_PROP_INTERESTING and record the SSA name with the
3558    interesting range into *OUTPUT_P.
3559
3560    If STMT is a conditional branch and we can determine its truth
3561    value, the taken edge is recorded in *TAKEN_EDGE_P.
3562
3563    If STMT produces a varying value, return SSA_PROP_VARYING.  */
3564
3565 static enum ssa_prop_result
3566 vrp_visit_stmt (tree stmt, edge *taken_edge_p, tree *output_p)
3567 {
3568   tree def;
3569   ssa_op_iter iter;
3570   stmt_ann_t ann;
3571
3572   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3573     {
3574       fprintf (dump_file, "\nVisiting statement:\n");
3575       print_generic_stmt (dump_file, stmt, dump_flags);
3576       fprintf (dump_file, "\n");
3577     }
3578
3579   ann = stmt_ann (stmt);
3580   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR
3581       && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
3582     return vrp_visit_assignment (stmt, output_p);
3583   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR || TREE_CODE (stmt) == SWITCH_EXPR)
3584     return vrp_visit_cond_stmt (stmt, taken_edge_p);
3585
3586   /* All other statements produce nothing of interest for VRP, so mark
3587      their outputs varying and prevent further simulation.  */
3588   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (def, stmt, iter, SSA_OP_DEF)
3589     set_value_range_to_varying (get_value_range (def));
3590
3591   return SSA_PROP_VARYING;
3592 }
3593
3594
3595 /* Meet operation for value ranges.  Given two value ranges VR0 and
3596    VR1, store in VR0 the result of meeting VR0 and VR1.
3597    
3598    The meeting rules are as follows:
3599
3600    1- If VR0 and VR1 have an empty intersection, set VR0 to VR_VARYING.
3601
3602    2- If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, set VR0 to the
3603       union of VR0 and VR1.  */
3604
3605 static void
3606 vrp_meet (value_range_t *vr0, value_range_t *vr1)
3607 {
3608   if (vr0->type == VR_UNDEFINED)
3609     {
3610       copy_value_range (vr0, vr1);
3611       return;
3612     }
3613
3614   if (vr1->type == VR_UNDEFINED)
3615     {
3616       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3617       return;
3618     }
3619
3620   if (vr0->type == VR_VARYING)
3621     {
3622       /* Nothing to do.  VR0 already has the resulting range.  */
3623       return;
3624     }
3625
3626   if (vr1->type == VR_VARYING)
3627     {
3628       set_value_range_to_varying (vr0);
3629       return;
3630     }
3631
3632   if (vr0->type == VR_RANGE && vr1->type == VR_RANGE)
3633     {
3634       /* If VR0 and VR1 have a non-empty intersection, compute the
3635          union of both ranges.  */
3636       if (value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3637         {
3638           int cmp;
3639           tree min, max;
3640
3641           /* The lower limit of the new range is the minimum of the
3642              two ranges.  If they cannot be compared, the result is
3643              VARYING.  */
3644           cmp = compare_values (vr0->min, vr1->min);
3645           if (cmp == 0 || cmp == 1)
3646             min = vr1->min;
3647           else if (cmp == -1)
3648             min = vr0->min;
3649           else
3650             {
3651               set_value_range_to_varying (vr0);
3652               return;
3653             }
3654
3655           /* Similarly, the upper limit of the new range is the
3656              maximum of the two ranges.  If they cannot be compared,
3657              the result is VARYING.  */
3658           cmp = compare_values (vr0->max, vr1->max);
3659           if (cmp == 0 || cmp == -1)
3660             max = vr1->max;
3661           else if (cmp == 1)
3662             max = vr0->max;
3663           else
3664             {
3665               set_value_range_to_varying (vr0);
3666               return;
3667             }
3668
3669           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3670              the two sets.  */
3671           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3672             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3673           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3674             bitmap_clear (vr0->equiv);
3675
3676           set_value_range (vr0, vr0->type, min, max, vr0->equiv);
3677         }
3678       else
3679         goto no_meet;
3680     }
3681   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3682     {
3683       /* Two anti-ranges meet only if they are both identical.  */
3684       if (compare_values (vr0->min, vr1->min) == 0
3685           && compare_values (vr0->max, vr1->max) == 0
3686           && compare_values (vr0->min, vr0->max) == 0)
3687         {
3688           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3689              the two sets.  */
3690           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3691             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3692           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3693             bitmap_clear (vr0->equiv);
3694         }
3695       else
3696         goto no_meet;
3697     }
3698   else if (vr0->type == VR_ANTI_RANGE || vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3699     {
3700       /* A numeric range [VAL1, VAL2] and an anti-range ~[VAL3, VAL4]
3701          meet only if the ranges have an empty intersection.  The
3702          result of the meet operation is the anti-range.  */
3703       if (!symbolic_range_p (vr0)
3704           && !symbolic_range_p (vr1)
3705           && !value_ranges_intersect_p (vr0, vr1))
3706         {
3707           /* Copy most of VR1 into VR0.  Don't copy VR1's equivalence
3708              set.  We need to compute the intersection of the two
3709              equivalence sets.  */
3710           if (vr1->type == VR_ANTI_RANGE)
3711             set_value_range (vr0, vr1->type, vr1->min, vr1->max, vr0->equiv);
3712
3713           /* The resulting set of equivalences is the intersection of
3714              the two sets.  */
3715           if (vr0->equiv && vr1->equiv && vr0->equiv != vr1->equiv)
3716             bitmap_and_into (vr0->equiv, vr1->equiv);
3717           else if (vr0->equiv && !vr1->equiv)
3718             bitmap_clear (vr0->equiv);
3719         }
3720       else
3721         goto no_meet;
3722     }
3723   else
3724     gcc_unreachable ();
3725
3726   return;
3727
3728 no_meet:
3729   /* The two range VR0 and VR1 do not meet.  Before giving up and
3730      setting the result to VARYING, see if we can at least derive a
3731      useful anti-range.  FIXME, all this nonsense about distinguishing
3732      anti-ranges from ranges is necessary because of the odd
3733      semantics of range_includes_zero_p and friends.  */
3734   if (!symbolic_range_p (vr0)
3735       && ((vr0->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr0))
3736           || (vr0->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr0)))
3737       && !symbolic_range_p (vr1)
3738       && ((vr1->type == VR_RANGE && !range_includes_zero_p (vr1))
3739           || (vr1->type == VR_ANTI_RANGE && range_includes_zero_p (vr1))))
3740     {
3741       set_value_range_to_nonnull (vr0, TREE_TYPE (vr0->min));
3742
3743       /* Since this meet operation did not result from the meeting of
3744          two equivalent names, VR0 cannot have any equivalences.  */
3745       if (vr0->equiv)
3746         bitmap_clear (vr0->equiv);
3747     }
3748   else
3749     set_value_range_to_varying (vr0);
3750 }
3751
3752
3753 /* Visit all arguments for PHI node PHI that flow through executable
3754    edges.  If a valid value range can be derived from all the incoming
3755    value ranges, set a new range for the LHS of PHI.  */
3756
3757 static enum ssa_prop_result
3758 vrp_visit_phi_node (tree phi)
3759 {
3760   int i;
3761   tree lhs = PHI_RESULT (phi);
3762   value_range_t *lhs_vr = get_value_range (lhs);
3763   value_range_t vr_result = { VR_UNDEFINED, NULL_TREE, NULL_TREE, NULL };
3764
3765   copy_value_range (&vr_result, lhs_vr);
3766
3767   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3768     {
3769       fprintf (dump_file, "\nVisiting PHI node: ");
3770       print_generic_expr (dump_file, phi, dump_flags);
3771     }
3772
3773   for (i = 0; i < PHI_NUM_ARGS (phi); i++)
3774     {
3775       edge e = PHI_ARG_EDGE (phi, i);
3776
3777       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3778         {
3779           fprintf (dump_file,
3780               "\n    Argument #%d (%d -> %d %sexecutable)\n",
3781               i, e->src->index, e->dest->index,
3782               (e->flags & EDGE_EXECUTABLE) ? "" : "not ");
3783         }
3784
3785       if (e->flags & EDGE_EXECUTABLE)
3786         {
3787           tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, i);
3788           value_range_t vr_arg;
3789
3790           if (TREE_CODE (arg) == SSA_NAME)
3791             vr_arg = *(get_value_range (arg));
3792           else
3793             {
3794               vr_arg.type = VR_RANGE;
3795               vr_arg.min = arg;
3796               vr_arg.max = arg;
3797               vr_arg.equiv = NULL;
3798             }
3799
3800           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
3801             {
3802               fprintf (dump_file, "\t");
3803               print_generic_expr (dump_file, arg, dump_flags);
3804               fprintf (dump_file, "\n\tValue: ");
3805               dump_value_range (dump_file, &vr_arg);
3806               fprintf (dump_file, "\n");
3807             }
3808
3809           vrp_meet (&vr_result, &vr_arg);
3810
3811           if (vr_result.type == VR_VARYING)
3812             break;
3813         }
3814     }
3815
3816   if (vr_result.type == VR_VARYING)
3817     goto varying;
3818
3819   /* To prevent infinite iterations in the algorithm, derive ranges
3820      when the new value is slightly bigger or smaller than the
3821      previous one.  */
3822   if (lhs_vr->type == VR_RANGE && vr_result.type == VR_RANGE)
3823     {
3824       if (!POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (lhs)))
3825         {
3826           int cmp_min = compare_values (lhs_vr->min, vr_result.min);
3827           int cmp_max = compare_values (lhs_vr->max, vr_result.max);
3828
3829           /* If the new minimum is smaller or larger than the previous
3830              one, go all the way to -INF.  In the first case, to avoid
3831              iterating millions of times to reach -INF, and in the
3832              other case to avoid infinite bouncing between different
3833              minimums.  */
3834           if (cmp_min > 0 || cmp_min < 0)
3835             vr_result.min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min));
3836
3837           /* Similarly, if the new maximum is smaller or larger than
3838              the previous one, go all the way to +INF.  */
3839           if (cmp_max < 0 || cmp_max > 0)
3840             vr_result.max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max));
3841
3842           /* If we ended up with a (-INF, +INF) range, set it to
3843              VARYING.  */
3844           if (vr_result.min == TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.min))
3845               && vr_result.max == TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (vr_result.max)))
3846             goto varying;
3847         }
3848     }
3849
3850   /* If the new range is different than the previous value, keep
3851      iterating.  */
3852   if (update_value_range (lhs, &vr_result))
3853     return SSA_PROP_INTERESTING;
3854
3855   /* Nothing changed, don't add outgoing edges.  */
3856   return SSA_PROP_NOT_INTERESTING;
3857
3858   /* No match found.  Set the LHS to VARYING.  */
3859 varying:
3860   set_value_range_to_varying (lhs_vr);
3861   return SSA_PROP_VARYING;
3862 }
3863
3864 /* Simplify a division or modulo operator to a right shift or
3865    bitwise and if the first operand is unsigned or is greater
3866    than zero and the second operand is an exact power of two.  */
3867
3868 static void
3869 simplify_div_or_mod_using_ranges (tree stmt, tree rhs, enum tree_code rhs_code)
3870 {
3871   tree val = NULL;
3872   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3873   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3874
3875   if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (op)))
3876     {
3877       val = integer_one_node;
3878     }
3879   else
3880     {
3881       val = compare_range_with_value (GT_EXPR, vr, integer_zero_node);
3882     }
3883
3884   if (val && integer_onep (val))
3885     {
3886       tree t;
3887       tree op0 = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3888       tree op1 = TREE_OPERAND (rhs, 1);
3889
3890       if (rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR)
3891         {
3892           t = build_int_cst (NULL_TREE, tree_log2 (op1));
3893           t = build2 (RSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3894         }
3895       else
3896         {
3897           t = build_int_cst (TREE_TYPE (op1), 1);
3898           t = int_const_binop (MINUS_EXPR, op1, t, 0);
3899           t = fold_convert (TREE_TYPE (op0), t);
3900           t = build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (op0), op0, t);
3901         }
3902
3903       TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3904       update_stmt (stmt);
3905     }
3906 }
3907
3908 /* If the operand to an ABS_EXPR is >= 0, then eliminate the
3909    ABS_EXPR.  If the operand is <= 0, then simplify the
3910    ABS_EXPR into a NEGATE_EXPR.  */
3911
3912 static void
3913 simplify_abs_using_ranges (tree stmt, tree rhs)
3914 {
3915   tree val = NULL;
3916   tree op = TREE_OPERAND (rhs, 0);
3917   tree type = TREE_TYPE (op);
3918   value_range_t *vr = get_value_range (TREE_OPERAND (rhs, 0));
3919
3920   if (TYPE_UNSIGNED (type))
3921     {
3922       val = integer_zero_node;
3923     }
3924   else if (vr)
3925     {
3926       val = compare_range_with_value (LE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3927       if (!val)
3928         {
3929           val = compare_range_with_value (GE_EXPR, vr, integer_zero_node);
3930
3931           if (val)
3932             {
3933               if (integer_zerop (val))
3934                 val = integer_one_node;
3935               else if (integer_onep (val))
3936                 val = integer_zero_node;
3937             }
3938         }
3939
3940       if (val
3941           && (integer_onep (val) || integer_zerop (val)))
3942         {
3943           tree t;
3944
3945           if (integer_onep (val))
3946             t = build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (op), op);
3947           else
3948             t = op;
3949
3950           TREE_OPERAND (stmt, 1) = t;
3951           update_stmt (stmt);
3952         }
3953     }
3954 }
3955
3956 /* We are comparing trees OP0 and OP1 using COND_CODE.  OP0 has
3957    a known value range VR.
3958
3959    If there is one and only one value which will satisfy the
3960    conditional, then return that value.  Else return NULL.  */
3961
3962 static tree
3963 test_for_singularity (enum tree_code cond_code, tree op0,
3964                       tree op1, value_range_t *vr)
3965 {
3966   tree min = NULL;
3967   tree max = NULL;
3968
3969   /* Extract minimum/maximum values which satisfy the
3970      the conditional as it was written.  */
3971   if (cond_code == LE_EXPR || cond_code == LT_EXPR)
3972     {
3973       min = TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3974
3975       max = op1;
3976       if (cond_code == LT_EXPR)
3977         {
3978           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3979           max = fold_build2 (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3980         }
3981     }
3982   else if (cond_code == GE_EXPR || cond_code == GT_EXPR)
3983     {
3984       max = TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (op0));
3985
3986       min = op1;
3987       if (cond_code == GT_EXPR)
3988         {
3989           tree one = build_int_cst (TREE_TYPE (op0), 1);
3990           max = fold_build2 (PLUS_EXPR, TREE_TYPE (op0), max, one);
3991         }
3992     }
3993
3994   /* Now refine the minimum and maximum values using any
3995      value range information we have for op0.  */
3996   if (min && max)
3997     {
3998       if (compare_values (vr->min, min) == -1)
3999         min = min;
4000       else
4001         min = vr->min;
4002       if (compare_values (vr->max, max) == 1)
4003         max = max;
4004       else
4005         max = vr->max;
4006
4007       /* If the new min/max values have converged to a
4008          single value, then there is only one value which
4009          can satisfy the condition, return that value.  */
4010       if (min == max && is_gimple_min_invariant (min))
4011         return min;
4012     }
4013   return NULL;
4014 }
4015
4016 /* Simplify a conditional using a relational operator to an equality
4017    test if the range information indicates only one value can satisfy
4018    the original conditional.  */
4019
4020 static void
4021 simplify_cond_using_ranges (tree stmt)
4022 {
4023   tree cond = COND_EXPR_COND (stmt);
4024   tree op0 = TREE_OPERAND (cond, 0);
4025   tree op1 = TREE_OPERAND (cond, 1);
4026   enum tree_code cond_code = TREE_CODE (cond);
4027
4028   if (cond_code != NE_EXPR
4029       && cond_code != EQ_EXPR
4030       && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
4031       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (op0))
4032       && is_gimple_min_invariant (op1))
4033     {
4034       value_range_t *vr = get_value_range (op0);
4035           
4036       /* If we have range information for OP0, then we might be
4037          able to simplify this conditional. */
4038       if (vr->type == VR_RANGE)
4039         {
4040           tree new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4041
4042           if (new)
4043             {
4044               if (dump_file)
4045                 {
4046                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4047                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4048                   fprintf (dump_file, " into ");
4049                 }
4050
4051               COND_EXPR_COND (stmt)
4052                 = build (EQ_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4053               update_stmt (stmt);
4054
4055               if (dump_file)
4056                 {
4057                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4058                   fprintf (dump_file, "\n");
4059                 }
4060               return;
4061
4062             }
4063
4064           /* Try again after inverting the condition.  We only deal
4065              with integral types here, so no need to worry about
4066              issues with inverting FP comparisons.  */
4067           cond_code = invert_tree_comparison (cond_code, false);
4068           new = test_for_singularity (cond_code, op0, op1, vr);
4069
4070           if (new)
4071             {
4072               if (dump_file)
4073                 {
4074                   fprintf (dump_file, "Simplified relational ");
4075                   print_generic_expr (dump_file, cond, 0);
4076                   fprintf (dump_file, " into ");
4077                 }
4078
4079               COND_EXPR_COND (stmt)
4080                 = build (NE_EXPR, boolean_type_node, op0, new);
4081               update_stmt (stmt);
4082
4083               if (dump_file)
4084                 {
4085                   print_generic_expr (dump_file, COND_EXPR_COND (stmt), 0);
4086                   fprintf (dump_file, "\n");
4087                 }
4088               return;
4089
4090             }
4091         }
4092     }
4093 }
4094
4095 /* Simplify STMT using ranges if possible.  */
4096
4097 void
4098 simplify_stmt_using_ranges (tree stmt)
4099 {
4100   if (TREE_CODE (stmt) == MODIFY_EXPR)
4101     {
4102       tree rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
4103       enum tree_code rhs_code = TREE_CODE (rhs);
4104
4105       /* Transform TRUNC_DIV_EXPR and TRUNC_MOD_EXPR into RSHIFT_EXPR
4106          and BIT_AND_EXPR respectively if the first operand is greater
4107          than zero and the second operand is an exact power of two.  */
4108       if ((rhs_code == TRUNC_DIV_EXPR || rhs_code == TRUNC_MOD_EXPR)
4109           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0)))
4110           && integer_pow2p (TREE_OPERAND (rhs, 1)))
4111         simplify_div_or_mod_using_ranges (stmt, rhs, rhs_code);
4112
4113       /* Transform ABS (X) into X or -X as appropriate.  */
4114       if (rhs_code == ABS_EXPR
4115           && TREE_CODE (TREE_OPERAND (rhs, 0)) == SSA_NAME
4116           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (rhs, 0))))
4117         simplify_abs_using_ranges (stmt, rhs);
4118     }
4119   else if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR
4120            && COMPARISON_CLASS_P (COND_EXPR_COND (stmt)))
4121     {
4122       simplify_cond_using_ranges (stmt);
4123     }
4124 }
4125
4126
4127
4128 /* Traverse all the blocks folding conditionals with known ranges.  */
4129
4130 static void
4131 vrp_finalize (void)
4132 {
4133   size_t i;
4134   prop_value_t *single_val_range;
4135   bool do_value_subst_p;
4136
4137   if (dump_file)
4138     {
4139       fprintf (dump_file, "\nValue ranges after VRP:\n\n");
4140       dump_all_value_ranges (dump_file);
4141       fprintf (dump_file, "\n");
4142     }
4143
4144   /* We may have ended with ranges that have exactly one value.  Those
4145      values can be substituted as any other copy/const propagated
4146      value using substitute_and_fold.  */
4147   single_val_range = xmalloc (num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4148   memset (single_val_range, 0, num_ssa_names * sizeof (*single_val_range));
4149
4150   do_value_subst_p = false;
4151   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4152     if (vr_value[i]
4153         && vr_value[i]->type == VR_RANGE
4154         && vr_value[i]->min == vr_value[i]->max)
4155       {
4156         single_val_range[i].value = vr_value[i]->min;
4157         do_value_subst_p = true;
4158       }
4159
4160   if (!do_value_subst_p)
4161     {
4162       /* We found no single-valued ranges, don't waste time trying to
4163          do single value substitution in substitute_and_fold.  */
4164       free (single_val_range);
4165       single_val_range = NULL;
4166     }
4167
4168   substitute_and_fold (single_val_range, true);
4169
4170   /* Free allocated memory.  */
4171   for (i = 0; i < num_ssa_names; i++)
4172     if (vr_value[i])
4173       {
4174         BITMAP_FREE (vr_value[i]->equiv);
4175         free (vr_value[i]);
4176       }
4177
4178   free (single_val_range);
4179   free (vr_value);
4180 }
4181
4182
4183 /* Main entry point to VRP (Value Range Propagation).  This pass is
4184    loosely based on J. R. C. Patterson, ``Accurate Static Branch
4185    Prediction by Value Range Propagation,'' in SIGPLAN Conference on
4186    Programming Language Design and Implementation, pp. 67-78, 1995.
4187    Also available at http://citeseer.ist.psu.edu/patterson95accurate.html
4188
4189    This is essentially an SSA-CCP pass modified to deal with ranges
4190    instead of constants.
4191
4192    While propagating ranges, we may find that two or more SSA name
4193    have equivalent, though distinct ranges.  For instance,
4194
4195      1  x_9 = p_3->a;
4196      2  p_4 = ASSERT_EXPR <p_3, p_3 != 0>
4197      3  if (p_4 == q_2)
4198      4    p_5 = ASSERT_EXPR <p_4, p_4 == q_2>;
4199      5  endif
4200      6  if (q_2)
4201         
4202    In the code above, pointer p_5 has range [q_2, q_2], but from the
4203    code we can also determine that p_5 cannot be NULL and, if q_2 had
4204    a non-varying range, p_5's range should also be compatible with it.
4205
4206    These equivalences are created by two expressions: ASSERT_EXPR and
4207    copy operations.  Since p_5 is an assertion on p_4, and p_4 was the
4208    result of another assertion, then we can use the fact that p_5 and
4209    p_4 are equivalent when evaluating p_5's range.
4210
4211    Together with value ranges, we also propagate these equivalences
4212    between names so that we can take advantage of information from
4213    multiple ranges when doing final replacement.  Note that this
4214    equivalency relation is transitive but not symmetric.
4215    
4216    In the example above, p_5 is equivalent to p_4, q_2 and p_3, but we
4217    cannot assert that q_2 is equivalent to p_5 because q_2 may be used
4218    in contexts where that assertion does not hold (e.g., in line 6).
4219
4220    TODO, the main difference between this pass and Patterson's is that
4221    we do not propagate edge probabilities.  We only compute whether
4222    edges can be taken or not.  That is, instead of having a spectrum
4223    of jump probabilities between 0 and 1, we only deal with 0, 1 and
4224    DON'T KNOW.  In the future, it may be worthwhile to propagate
4225    probabilities to aid branch prediction.  */
4226
4227 static void
4228 execute_vrp (void)
4229 {
4230   insert_range_assertions ();
4231
4232   cfg_loops = loop_optimizer_init (NULL);
4233   if (cfg_loops)
4234     scev_initialize (cfg_loops);
4235
4236   vrp_initialize ();
4237   ssa_propagate (vrp_visit_stmt, vrp_visit_phi_node);
4238   vrp_finalize ();
4239
4240   if (cfg_loops)
4241     {
4242       scev_finalize ();
4243       loop_optimizer_finalize (cfg_loops, NULL);
4244       current_loops = NULL;
4245     }
4246
4247   remove_range_assertions ();
4248 }
4249
4250 static bool
4251 gate_vrp (void)
4252 {
4253   return flag_tree_vrp != 0;
4254 }
4255
4256 struct tree_opt_pass pass_vrp =
4257 {
4258   "vrp",                                /* name */
4259   gate_vrp,                             /* gate */
4260   execute_vrp,                          /* execute */
4261   NULL,                                 /* sub */
4262   NULL,                                 /* next */
4263   0,                                    /* static_pass_number */
4264   TV_TREE_VRP,                          /* tv_id */
4265   PROP_ssa | PROP_alias,                /* properties_required */
4266   0,                                    /* properties_provided */
4267   0,                                    /* properties_destroyed */
4268   0,                                    /* todo_flags_start */
4269   TODO_cleanup_cfg
4270     | TODO_ggc_collect
4271     | TODO_verify_ssa
4272     | TODO_dump_func
4273     | TODO_update_ssa,                  /* todo_flags_finish */
4274   0                                     /* letter */
4275 };