Update gcc-50 to SVN version 221845
[dragonfly.git] / contrib / gcc-5.0 / gcc / tree-tailcall.c
1 /* Tail call optimization on trees.
2    Copyright (C) 2003-2015 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
9 any later version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 #include "config.h"
21 #include "system.h"
22 #include "coretypes.h"
23 #include "tm.h"
24 #include "hash-set.h"
25 #include "machmode.h"
26 #include "vec.h"
27 #include "double-int.h"
28 #include "input.h"
29 #include "alias.h"
30 #include "symtab.h"
31 #include "wide-int.h"
32 #include "inchash.h"
33 #include "tree.h"
34 #include "fold-const.h"
35 #include "stor-layout.h"
36 #include "tm_p.h"
37 #include "predict.h"
38 #include "hard-reg-set.h"
39 #include "function.h"
40 #include "dominance.h"
41 #include "cfg.h"
42 #include "basic-block.h"
43 #include "tree-ssa-alias.h"
44 #include "internal-fn.h"
45 #include "gimple-expr.h"
46 #include "is-a.h"
47 #include "gimple.h"
48 #include "gimple-iterator.h"
49 #include "gimplify-me.h"
50 #include "gimple-ssa.h"
51 #include "tree-cfg.h"
52 #include "tree-phinodes.h"
53 #include "stringpool.h"
54 #include "tree-ssanames.h"
55 #include "tree-into-ssa.h"
56 #include "hashtab.h"
57 #include "rtl.h"
58 #include "flags.h"
59 #include "statistics.h"
60 #include "real.h"
61 #include "fixed-value.h"
62 #include "insn-config.h"
63 #include "expmed.h"
64 #include "dojump.h"
65 #include "explow.h"
66 #include "calls.h"
67 #include "emit-rtl.h"
68 #include "varasm.h"
69 #include "stmt.h"
70 #include "expr.h"
71 #include "tree-dfa.h"
72 #include "gimple-pretty-print.h"
73 #include "except.h"
74 #include "tree-pass.h"
75 #include "langhooks.h"
76 #include "dbgcnt.h"
77 #include "target.h"
78 #include "cfgloop.h"
79 #include "common/common-target.h"
80 #include "hash-map.h"
81 #include "plugin-api.h"
82 #include "ipa-ref.h"
83 #include "cgraph.h"
84 #include "ipa-utils.h"
85
86 /* The file implements the tail recursion elimination.  It is also used to
87    analyze the tail calls in general, passing the results to the rtl level
88    where they are used for sibcall optimization.
89
90    In addition to the standard tail recursion elimination, we handle the most
91    trivial cases of making the call tail recursive by creating accumulators.
92    For example the following function
93
94    int sum (int n)
95    {
96      if (n > 0)
97        return n + sum (n - 1);
98      else
99        return 0;
100    }
101
102    is transformed into
103
104    int sum (int n)
105    {
106      int acc = 0;
107
108      while (n > 0)
109        acc += n--;
110
111      return acc;
112    }
113
114    To do this, we maintain two accumulators (a_acc and m_acc) that indicate
115    when we reach the return x statement, we should return a_acc + x * m_acc
116    instead.  They are initially initialized to 0 and 1, respectively,
117    so the semantics of the function is obviously preserved.  If we are
118    guaranteed that the value of the accumulator never change, we
119    omit the accumulator.
120
121    There are three cases how the function may exit.  The first one is
122    handled in adjust_return_value, the other two in adjust_accumulator_values
123    (the second case is actually a special case of the third one and we
124    present it separately just for clarity):
125
126    1) Just return x, where x is not in any of the remaining special shapes.
127       We rewrite this to a gimple equivalent of return m_acc * x + a_acc.
128
129    2) return f (...), where f is the current function, is rewritten in a
130       classical tail-recursion elimination way, into assignment of arguments
131       and jump to the start of the function.  Values of the accumulators
132       are unchanged.
133
134    3) return a + m * f(...), where a and m do not depend on call to f.
135       To preserve the semantics described before we want this to be rewritten
136       in such a way that we finally return
137
138       a_acc + (a + m * f(...)) * m_acc = (a_acc + a * m_acc) + (m * m_acc) * f(...).
139
140       I.e. we increase a_acc by a * m_acc, multiply m_acc by m and
141       eliminate the tail call to f.  Special cases when the value is just
142       added or just multiplied are obtained by setting a = 0 or m = 1.
143
144    TODO -- it is possible to do similar tricks for other operations.  */
145
146 /* A structure that describes the tailcall.  */
147
148 struct tailcall
149 {
150   /* The iterator pointing to the call statement.  */
151   gimple_stmt_iterator call_gsi;
152
153   /* True if it is a call to the current function.  */
154   bool tail_recursion;
155
156   /* The return value of the caller is mult * f + add, where f is the return
157      value of the call.  */
158   tree mult, add;
159
160   /* Next tailcall in the chain.  */
161   struct tailcall *next;
162 };
163
164 /* The variables holding the value of multiplicative and additive
165    accumulator.  */
166 static tree m_acc, a_acc;
167
168 static bool suitable_for_tail_opt_p (void);
169 static bool optimize_tail_call (struct tailcall *, bool);
170 static void eliminate_tail_call (struct tailcall *);
171 static void find_tail_calls (basic_block, struct tailcall **);
172
173 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
174    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).  */
175
176 static bool
177 suitable_for_tail_opt_p (void)
178 {
179   if (cfun->stdarg)
180     return false;
181
182   return true;
183 }
184 /* Returns false when the function is not suitable for tail call optimization
185    from some reason (e.g. if it takes variable number of arguments).
186    This test must pass in addition to suitable_for_tail_opt_p in order to make
187    tail call discovery happen.  */
188
189 static bool
190 suitable_for_tail_call_opt_p (void)
191 {
192   tree param;
193
194   /* alloca (until we have stack slot life analysis) inhibits
195      sibling call optimizations, but not tail recursion.  */
196   if (cfun->calls_alloca)
197     return false;
198
199   /* If we are using sjlj exceptions, we may need to add a call to
200      _Unwind_SjLj_Unregister at exit of the function.  Which means
201      that we cannot do any sibcall transformations.  */
202   if (targetm_common.except_unwind_info (&global_options) == UI_SJLJ
203       && current_function_has_exception_handlers ())
204     return false;
205
206   /* Any function that calls setjmp might have longjmp called from
207      any called function.  ??? We really should represent this
208      properly in the CFG so that this needn't be special cased.  */
209   if (cfun->calls_setjmp)
210     return false;
211
212   /* ??? It is OK if the argument of a function is taken in some cases,
213      but not in all cases.  See PR15387 and PR19616.  Revisit for 4.1.  */
214   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
215        param;
216        param = DECL_CHAIN (param))
217     if (TREE_ADDRESSABLE (param))
218       return false;
219
220   return true;
221 }
222
223 /* Checks whether the expression EXPR in stmt AT is independent of the
224    statement pointed to by GSI (in a sense that we already know EXPR's value
225    at GSI).  We use the fact that we are only called from the chain of
226    basic blocks that have only single successor.  Returns the expression
227    containing the value of EXPR at GSI.  */
228
229 static tree
230 independent_of_stmt_p (tree expr, gimple at, gimple_stmt_iterator gsi)
231 {
232   basic_block bb, call_bb, at_bb;
233   edge e;
234   edge_iterator ei;
235
236   if (is_gimple_min_invariant (expr))
237     return expr;
238
239   if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
240     return NULL_TREE;
241
242   /* Mark the blocks in the chain leading to the end.  */
243   at_bb = gimple_bb (at);
244   call_bb = gimple_bb (gsi_stmt (gsi));
245   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
246     bb->aux = &bb->aux;
247   bb->aux = &bb->aux;
248
249   while (1)
250     {
251       at = SSA_NAME_DEF_STMT (expr);
252       bb = gimple_bb (at);
253
254       /* The default definition or defined before the chain.  */
255       if (!bb || !bb->aux)
256         break;
257
258       if (bb == call_bb)
259         {
260           for (; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
261             if (gsi_stmt (gsi) == at)
262               break;
263
264           if (!gsi_end_p (gsi))
265             expr = NULL_TREE;
266           break;
267         }
268
269       if (gimple_code (at) != GIMPLE_PHI)
270         {
271           expr = NULL_TREE;
272           break;
273         }
274
275       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
276         if (e->src->aux)
277           break;
278       gcc_assert (e);
279
280       expr = PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (at, e);
281       if (TREE_CODE (expr) != SSA_NAME)
282         {
283           /* The value is a constant.  */
284           break;
285         }
286     }
287
288   /* Unmark the blocks.  */
289   for (bb = call_bb; bb != at_bb; bb = single_succ (bb))
290     bb->aux = NULL;
291   bb->aux = NULL;
292
293   return expr;
294 }
295
296 /* Simulates the effect of an assignment STMT on the return value of the tail
297    recursive CALL passed in ASS_VAR.  M and A are the multiplicative and the
298    additive factor for the real return value.  */
299
300 static bool
301 process_assignment (gassign *stmt, gimple_stmt_iterator call, tree *m,
302                     tree *a, tree *ass_var)
303 {
304   tree op0, op1 = NULL_TREE, non_ass_var = NULL_TREE;
305   tree dest = gimple_assign_lhs (stmt);
306   enum tree_code code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
307   enum gimple_rhs_class rhs_class = get_gimple_rhs_class (code);
308   tree src_var = gimple_assign_rhs1 (stmt);
309
310   /* See if this is a simple copy operation of an SSA name to the function
311      result.  In that case we may have a simple tail call.  Ignore type
312      conversions that can never produce extra code between the function
313      call and the function return.  */
314   if ((rhs_class == GIMPLE_SINGLE_RHS || gimple_assign_cast_p (stmt))
315       && (TREE_CODE (src_var) == SSA_NAME))
316     {
317       /* Reject a tailcall if the type conversion might need
318          additional code.  */
319       if (gimple_assign_cast_p (stmt))
320         {
321           if (TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)) != TYPE_MODE (TREE_TYPE (src_var)))
322             return false;
323
324           /* Even if the type modes are the same, if the precision of the
325              type is smaller than mode's precision,
326              reduce_to_bit_field_precision would generate additional code.  */
327           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (dest))
328               && (GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (dest)))
329                   > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (dest))))
330             return false;
331         }
332
333       if (src_var != *ass_var)
334         return false;
335
336       *ass_var = dest;
337       return true;
338     }
339
340   switch (rhs_class)
341     {
342     case GIMPLE_BINARY_RHS:
343       op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
344
345       /* Fall through.  */
346
347     case GIMPLE_UNARY_RHS:
348       op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
349       break;
350
351     default:
352       return false;
353     }
354
355   /* Accumulator optimizations will reverse the order of operations.
356      We can only do that for floating-point types if we're assuming
357      that addition and multiplication are associative.  */
358   if (!flag_associative_math)
359     if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
360       return false;
361
362   if (rhs_class == GIMPLE_UNARY_RHS)
363     ;
364   else if (op0 == *ass_var
365            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op1, stmt, call)))
366     ;
367   else if (op1 == *ass_var
368            && (non_ass_var = independent_of_stmt_p (op0, stmt, call)))
369     ;
370   else
371     return false;
372
373   switch (code)
374     {
375     case PLUS_EXPR:
376       *a = non_ass_var;
377       *ass_var = dest;
378       return true;
379
380     case POINTER_PLUS_EXPR:
381       if (op0 != *ass_var)
382         return false;
383       *a = non_ass_var;
384       *ass_var = dest;
385       return true;
386
387     case MULT_EXPR:
388       *m = non_ass_var;
389       *ass_var = dest;
390       return true;
391
392     case NEGATE_EXPR:
393       *m = build_minus_one_cst (TREE_TYPE (op0));
394       *ass_var = dest;
395       return true;
396
397     case MINUS_EXPR:
398       if (*ass_var == op0)
399         *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
400       else
401         {
402           *m = build_minus_one_cst (TREE_TYPE (non_ass_var));
403           *a = fold_build1 (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (non_ass_var), non_ass_var);
404         }
405
406       *ass_var = dest;
407       return true;
408
409       /* TODO -- Handle POINTER_PLUS_EXPR.  */
410
411     default:
412       return false;
413     }
414 }
415
416 /* Propagate VAR through phis on edge E.  */
417
418 static tree
419 propagate_through_phis (tree var, edge e)
420 {
421   basic_block dest = e->dest;
422   gphi_iterator gsi;
423
424   for (gsi = gsi_start_phis (dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
425     {
426       gphi *phi = gsi.phi ();
427       if (PHI_ARG_DEF_FROM_EDGE (phi, e) == var)
428         return PHI_RESULT (phi);
429     }
430   return var;
431 }
432
433 /* Finds tailcalls falling into basic block BB. The list of found tailcalls is
434    added to the start of RET.  */
435
436 static void
437 find_tail_calls (basic_block bb, struct tailcall **ret)
438 {
439   tree ass_var = NULL_TREE, ret_var, func, param;
440   gimple stmt;
441   gcall *call = NULL;
442   gimple_stmt_iterator gsi, agsi;
443   bool tail_recursion;
444   struct tailcall *nw;
445   edge e;
446   tree m, a;
447   basic_block abb;
448   size_t idx;
449   tree var;
450
451   if (!single_succ_p (bb))
452     return;
453
454   for (gsi = gsi_last_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_prev (&gsi))
455     {
456       stmt = gsi_stmt (gsi);
457
458       /* Ignore labels, returns, clobbers and debug stmts.  */
459       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL
460           || gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN
461           || gimple_clobber_p (stmt)
462           || is_gimple_debug (stmt))
463         continue;
464
465       /* Check for a call.  */
466       if (is_gimple_call (stmt))
467         {
468           call = as_a <gcall *> (stmt);
469           ass_var = gimple_call_lhs (call);
470           break;
471         }
472
473       /* If the statement references memory or volatile operands, fail.  */
474       if (gimple_references_memory_p (stmt)
475           || gimple_has_volatile_ops (stmt))
476         return;
477     }
478
479   if (gsi_end_p (gsi))
480     {
481       edge_iterator ei;
482       /* Recurse to the predecessors.  */
483       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
484         find_tail_calls (e->src, ret);
485
486       return;
487     }
488
489   /* If the LHS of our call is not just a simple register, we can't
490      transform this into a tail or sibling call.  This situation happens,
491      in (e.g.) "*p = foo()" where foo returns a struct.  In this case
492      we won't have a temporary here, but we need to carry out the side
493      effect anyway, so tailcall is impossible.
494
495      ??? In some situations (when the struct is returned in memory via
496      invisible argument) we could deal with this, e.g. by passing 'p'
497      itself as that argument to foo, but it's too early to do this here,
498      and expand_call() will not handle it anyway.  If it ever can, then
499      we need to revisit this here, to allow that situation.  */
500   if (ass_var && !is_gimple_reg (ass_var))
501     return;
502
503   /* We found the call, check whether it is suitable.  */
504   tail_recursion = false;
505   func = gimple_call_fndecl (call);
506   if (func
507       && !DECL_BUILT_IN (func)
508       && recursive_call_p (current_function_decl, func))
509     {
510       tree arg;
511
512       for (param = DECL_ARGUMENTS (func), idx = 0;
513            param && idx < gimple_call_num_args (call);
514            param = DECL_CHAIN (param), idx ++)
515         {
516           arg = gimple_call_arg (call, idx);
517           if (param != arg)
518             {
519               /* Make sure there are no problems with copying.  The parameter
520                  have a copyable type and the two arguments must have reasonably
521                  equivalent types.  The latter requirement could be relaxed if
522                  we emitted a suitable type conversion statement.  */
523               if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (param))
524                   || !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (param),
525                                                  TREE_TYPE (arg)))
526                 break;
527
528               /* The parameter should be a real operand, so that phi node
529                  created for it at the start of the function has the meaning
530                  of copying the value.  This test implies is_gimple_reg_type
531                  from the previous condition, however this one could be
532                  relaxed by being more careful with copying the new value
533                  of the parameter (emitting appropriate GIMPLE_ASSIGN and
534                  updating the virtual operands).  */
535               if (!is_gimple_reg (param))
536                 break;
537             }
538         }
539       if (idx == gimple_call_num_args (call) && !param)
540         tail_recursion = true;
541     }
542
543   /* Make sure the tail invocation of this function does not refer
544      to local variables.  */
545   FOR_EACH_LOCAL_DECL (cfun, idx, var)
546     {
547       if (TREE_CODE (var) != PARM_DECL
548           && auto_var_in_fn_p (var, cfun->decl)
549           && (ref_maybe_used_by_stmt_p (call, var)
550               || call_may_clobber_ref_p (call, var)))
551         return;
552     }
553
554   /* Now check the statements after the call.  None of them has virtual
555      operands, so they may only depend on the call through its return
556      value.  The return value should also be dependent on each of them,
557      since we are running after dce.  */
558   m = NULL_TREE;
559   a = NULL_TREE;
560
561   abb = bb;
562   agsi = gsi;
563   while (1)
564     {
565       tree tmp_a = NULL_TREE;
566       tree tmp_m = NULL_TREE;
567       gsi_next (&agsi);
568
569       while (gsi_end_p (agsi))
570         {
571           ass_var = propagate_through_phis (ass_var, single_succ_edge (abb));
572           abb = single_succ (abb);
573           agsi = gsi_start_bb (abb);
574         }
575
576       stmt = gsi_stmt (agsi);
577
578       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_LABEL)
579         continue;
580
581       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
582         break;
583
584       if (gimple_clobber_p (stmt))
585         continue;
586
587       if (is_gimple_debug (stmt))
588         continue;
589
590       if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
591         return;
592
593       /* This is a gimple assign. */
594       if (! process_assignment (as_a <gassign *> (stmt), gsi, &tmp_m,
595                                 &tmp_a, &ass_var))
596         return;
597
598       if (tmp_a)
599         {
600           tree type = TREE_TYPE (tmp_a);
601           if (a)
602             a = fold_build2 (PLUS_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_a);
603           else
604             a = tmp_a;
605         }
606       if (tmp_m)
607         {
608           tree type = TREE_TYPE (tmp_m);
609           if (m)
610             m = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, m), tmp_m);
611           else
612             m = tmp_m;
613
614           if (a)
615             a = fold_build2 (MULT_EXPR, type, fold_convert (type, a), tmp_m);
616         }
617     }
618
619   /* See if this is a tail call we can handle.  */
620   ret_var = gimple_return_retval (as_a <greturn *> (stmt));
621
622   /* We may proceed if there either is no return value, or the return value
623      is identical to the call's return.  */
624   if (ret_var
625       && (ret_var != ass_var))
626     return;
627
628   /* If this is not a tail recursive call, we cannot handle addends or
629      multiplicands.  */
630   if (!tail_recursion && (m || a))
631     return;
632
633   /* For pointers only allow additions.  */
634   if (m && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl))))
635     return;
636
637   nw = XNEW (struct tailcall);
638
639   nw->call_gsi = gsi;
640
641   nw->tail_recursion = tail_recursion;
642
643   nw->mult = m;
644   nw->add = a;
645
646   nw->next = *ret;
647   *ret = nw;
648 }
649
650 /* Helper to insert PHI_ARGH to the phi of VAR in the destination of edge E.  */
651
652 static void
653 add_successor_phi_arg (edge e, tree var, tree phi_arg)
654 {
655   gphi_iterator gsi;
656
657   for (gsi = gsi_start_phis (e->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
658     if (PHI_RESULT (gsi.phi ()) == var)
659       break;
660
661   gcc_assert (!gsi_end_p (gsi));
662   add_phi_arg (gsi.phi (), phi_arg, e, UNKNOWN_LOCATION);
663 }
664
665 /* Creates a GIMPLE statement which computes the operation specified by
666    CODE, ACC and OP1 to a new variable with name LABEL and inserts the
667    statement in the position specified by GSI.  Returns the
668    tree node of the statement's result.  */
669
670 static tree
671 adjust_return_value_with_ops (enum tree_code code, const char *label,
672                               tree acc, tree op1, gimple_stmt_iterator gsi)
673 {
674
675   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
676   tree result = make_temp_ssa_name (ret_type, NULL, label);
677   gassign *stmt;
678
679   if (POINTER_TYPE_P (ret_type))
680     {
681       gcc_assert (code == PLUS_EXPR && TREE_TYPE (acc) == sizetype);
682       code = POINTER_PLUS_EXPR;
683     }
684   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1))
685       && code != POINTER_PLUS_EXPR)
686     stmt = gimple_build_assign (result, code, acc, op1);
687   else
688     {
689       tree tem;
690       if (code == POINTER_PLUS_EXPR)
691         tem = fold_build2 (code, TREE_TYPE (op1), op1, acc);
692       else
693         tem = fold_build2 (code, TREE_TYPE (op1),
694                            fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc), op1);
695       tree rhs = fold_convert (ret_type, tem);
696       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
697                                       false, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
698       stmt = gimple_build_assign (result, rhs);
699     }
700
701   gsi_insert_before (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
702   return result;
703 }
704
705 /* Creates a new GIMPLE statement that adjusts the value of accumulator ACC by
706    the computation specified by CODE and OP1 and insert the statement
707    at the position specified by GSI as a new statement.  Returns new SSA name
708    of updated accumulator.  */
709
710 static tree
711 update_accumulator_with_ops (enum tree_code code, tree acc, tree op1,
712                              gimple_stmt_iterator gsi)
713 {
714   gassign *stmt;
715   tree var = copy_ssa_name (acc);
716   if (types_compatible_p (TREE_TYPE (acc), TREE_TYPE (op1)))
717     stmt = gimple_build_assign (var, code, acc, op1);
718   else
719     {
720       tree rhs = fold_convert (TREE_TYPE (acc),
721                                fold_build2 (code,
722                                             TREE_TYPE (op1),
723                                             fold_convert (TREE_TYPE (op1), acc),
724                                             op1));
725       rhs = force_gimple_operand_gsi (&gsi, rhs,
726                                       false, NULL, false, GSI_CONTINUE_LINKING);
727       stmt = gimple_build_assign (var, rhs);
728     }
729   gsi_insert_after (&gsi, stmt, GSI_NEW_STMT);
730   return var;
731 }
732
733 /* Adjust the accumulator values according to A and M after GSI, and update
734    the phi nodes on edge BACK.  */
735
736 static void
737 adjust_accumulator_values (gimple_stmt_iterator gsi, tree m, tree a, edge back)
738 {
739   tree var, a_acc_arg, m_acc_arg;
740
741   if (m)
742     m = force_gimple_operand_gsi (&gsi, m, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
743   if (a)
744     a = force_gimple_operand_gsi (&gsi, a, true, NULL, true, GSI_SAME_STMT);
745
746   a_acc_arg = a_acc;
747   m_acc_arg = m_acc;
748   if (a)
749     {
750       if (m_acc)
751         {
752           if (integer_onep (a))
753             var = m_acc;
754           else
755             var = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "acc_tmp", m_acc,
756                                                 a, gsi);
757         }
758       else
759         var = a;
760
761       a_acc_arg = update_accumulator_with_ops (PLUS_EXPR, a_acc, var, gsi);
762     }
763
764   if (m)
765     m_acc_arg = update_accumulator_with_ops (MULT_EXPR, m_acc, m, gsi);
766
767   if (a_acc)
768     add_successor_phi_arg (back, a_acc, a_acc_arg);
769
770   if (m_acc)
771     add_successor_phi_arg (back, m_acc, m_acc_arg);
772 }
773
774 /* Adjust value of the return at the end of BB according to M and A
775    accumulators.  */
776
777 static void
778 adjust_return_value (basic_block bb, tree m, tree a)
779 {
780   tree retval;
781   greturn *ret_stmt = as_a <greturn *> (gimple_seq_last_stmt (bb_seq (bb)));
782   gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
783
784   gcc_assert (gimple_code (ret_stmt) == GIMPLE_RETURN);
785
786   retval = gimple_return_retval (ret_stmt);
787   if (!retval || retval == error_mark_node)
788     return;
789
790   if (m)
791     retval = adjust_return_value_with_ops (MULT_EXPR, "mul_tmp", m_acc, retval,
792                                            gsi);
793   if (a)
794     retval = adjust_return_value_with_ops (PLUS_EXPR, "acc_tmp", a_acc, retval,
795                                            gsi);
796   gimple_return_set_retval (ret_stmt, retval);
797   update_stmt (ret_stmt);
798 }
799
800 /* Subtract COUNT and FREQUENCY from the basic block and it's
801    outgoing edge.  */
802 static void
803 decrease_profile (basic_block bb, gcov_type count, int frequency)
804 {
805   edge e;
806   bb->count -= count;
807   if (bb->count < 0)
808     bb->count = 0;
809   bb->frequency -= frequency;
810   if (bb->frequency < 0)
811     bb->frequency = 0;
812   if (!single_succ_p (bb))
813     {
814       gcc_assert (!EDGE_COUNT (bb->succs));
815       return;
816     }
817   e = single_succ_edge (bb);
818   e->count -= count;
819   if (e->count < 0)
820     e->count = 0;
821 }
822
823 /* Returns true if argument PARAM of the tail recursive call needs to be copied
824    when the call is eliminated.  */
825
826 static bool
827 arg_needs_copy_p (tree param)
828 {
829   tree def;
830
831   if (!is_gimple_reg (param))
832     return false;
833
834   /* Parameters that are only defined but never used need not be copied.  */
835   def = ssa_default_def (cfun, param);
836   if (!def)
837     return false;
838
839   return true;
840 }
841
842 /* Eliminates tail call described by T.  TMP_VARS is a list of
843    temporary variables used to copy the function arguments.  */
844
845 static void
846 eliminate_tail_call (struct tailcall *t)
847 {
848   tree param, rslt;
849   gimple stmt, call;
850   tree arg;
851   size_t idx;
852   basic_block bb, first;
853   edge e;
854   gphi *phi;
855   gphi_iterator gpi;
856   gimple_stmt_iterator gsi;
857   gimple orig_stmt;
858
859   stmt = orig_stmt = gsi_stmt (t->call_gsi);
860   bb = gsi_bb (t->call_gsi);
861
862   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
863     {
864       fprintf (dump_file, "Eliminated tail recursion in bb %d : ",
865                bb->index);
866       print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, TDF_SLIM);
867       fprintf (dump_file, "\n");
868     }
869
870   gcc_assert (is_gimple_call (stmt));
871
872   first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun));
873
874   /* Remove the code after call_gsi that will become unreachable.  The
875      possibly unreachable code in other blocks is removed later in
876      cfg cleanup.  */
877   gsi = t->call_gsi;
878   gsi_next (&gsi);
879   while (!gsi_end_p (gsi))
880     {
881       gimple t = gsi_stmt (gsi);
882       /* Do not remove the return statement, so that redirect_edge_and_branch
883          sees how the block ends.  */
884       if (gimple_code (t) == GIMPLE_RETURN)
885         break;
886
887       gsi_remove (&gsi, true);
888       release_defs (t);
889     }
890
891   /* Number of executions of function has reduced by the tailcall.  */
892   e = single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi));
893   decrease_profile (EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
894   decrease_profile (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), e->count,
895                     EDGE_FREQUENCY (e));
896   if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
897     decrease_profile (e->dest, e->count, EDGE_FREQUENCY (e));
898
899   /* Replace the call by a jump to the start of function.  */
900   e = redirect_edge_and_branch (single_succ_edge (gsi_bb (t->call_gsi)),
901                                 first);
902   gcc_assert (e);
903   PENDING_STMT (e) = NULL;
904
905   /* Add phi node entries for arguments.  The ordering of the phi nodes should
906      be the same as the ordering of the arguments.  */
907   for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl),
908          idx = 0, gpi = gsi_start_phis (first);
909        param;
910        param = DECL_CHAIN (param), idx++)
911     {
912       if (!arg_needs_copy_p (param))
913         continue;
914
915       arg = gimple_call_arg (stmt, idx);
916       phi = gpi.phi ();
917       gcc_assert (param == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)));
918
919       add_phi_arg (phi, arg, e, gimple_location (stmt));
920       gsi_next (&gpi);
921     }
922
923   /* Update the values of accumulators.  */
924   adjust_accumulator_values (t->call_gsi, t->mult, t->add, e);
925
926   call = gsi_stmt (t->call_gsi);
927   rslt = gimple_call_lhs (call);
928   if (rslt != NULL_TREE)
929     {
930       /* Result of the call will no longer be defined.  So adjust the
931          SSA_NAME_DEF_STMT accordingly.  */
932       SSA_NAME_DEF_STMT (rslt) = gimple_build_nop ();
933     }
934
935   gsi_remove (&t->call_gsi, true);
936   release_defs (call);
937 }
938
939 /* Optimizes the tailcall described by T.  If OPT_TAILCALLS is true, also
940    mark the tailcalls for the sibcall optimization.  */
941
942 static bool
943 optimize_tail_call (struct tailcall *t, bool opt_tailcalls)
944 {
945   if (t->tail_recursion)
946     {
947       eliminate_tail_call (t);
948       return true;
949     }
950
951   if (opt_tailcalls)
952     {
953       gcall *stmt = as_a <gcall *> (gsi_stmt (t->call_gsi));
954
955       gimple_call_set_tail (stmt, true);
956       cfun->tail_call_marked = true;
957       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
958         {
959           fprintf (dump_file, "Found tail call ");
960           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, dump_flags);
961           fprintf (dump_file, " in bb %i\n", (gsi_bb (t->call_gsi))->index);
962         }
963     }
964
965   return false;
966 }
967
968 /* Creates a tail-call accumulator of the same type as the return type of the
969    current function.  LABEL is the name used to creating the temporary
970    variable for the accumulator.  The accumulator will be inserted in the
971    phis of a basic block BB with single predecessor with an initial value
972    INIT converted to the current function return type.  */
973
974 static tree
975 create_tailcall_accumulator (const char *label, basic_block bb, tree init)
976 {
977   tree ret_type = TREE_TYPE (DECL_RESULT (current_function_decl));
978   if (POINTER_TYPE_P (ret_type))
979     ret_type = sizetype;
980
981   tree tmp = make_temp_ssa_name (ret_type, NULL, label);
982   gphi *phi;
983
984   phi = create_phi_node (tmp, bb);
985   /* RET_TYPE can be a float when -ffast-maths is enabled.  */
986   add_phi_arg (phi, fold_convert (ret_type, init), single_pred_edge (bb),
987                UNKNOWN_LOCATION);
988   return PHI_RESULT (phi);
989 }
990
991 /* Optimizes tail calls in the function, turning the tail recursion
992    into iteration.  */
993
994 static unsigned int
995 tree_optimize_tail_calls_1 (bool opt_tailcalls)
996 {
997   edge e;
998   bool phis_constructed = false;
999   struct tailcall *tailcalls = NULL, *act, *next;
1000   bool changed = false;
1001   basic_block first = single_succ (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun));
1002   tree param;
1003   gimple stmt;
1004   edge_iterator ei;
1005
1006   if (!suitable_for_tail_opt_p ())
1007     return 0;
1008   if (opt_tailcalls)
1009     opt_tailcalls = suitable_for_tail_call_opt_p ();
1010
1011   FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds)
1012     {
1013       /* Only traverse the normal exits, i.e. those that end with return
1014          statement.  */
1015       stmt = last_stmt (e->src);
1016
1017       if (stmt
1018           && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1019         find_tail_calls (e->src, &tailcalls);
1020     }
1021
1022   /* Construct the phi nodes and accumulators if necessary.  */
1023   a_acc = m_acc = NULL_TREE;
1024   for (act = tailcalls; act; act = act->next)
1025     {
1026       if (!act->tail_recursion)
1027         continue;
1028
1029       if (!phis_constructed)
1030         {
1031           /* Ensure that there is only one predecessor of the block
1032              or if there are existing degenerate PHI nodes.  */
1033           if (!single_pred_p (first)
1034               || !gimple_seq_empty_p (phi_nodes (first)))
1035             first =
1036               split_edge (single_succ_edge (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)));
1037
1038           /* Copy the args if needed.  */
1039           for (param = DECL_ARGUMENTS (current_function_decl);
1040                param;
1041                param = DECL_CHAIN (param))
1042             if (arg_needs_copy_p (param))
1043               {
1044                 tree name = ssa_default_def (cfun, param);
1045                 tree new_name = make_ssa_name (param, SSA_NAME_DEF_STMT (name));
1046                 gphi *phi;
1047
1048                 set_ssa_default_def (cfun, param, new_name);
1049                 phi = create_phi_node (name, first);
1050                 add_phi_arg (phi, new_name, single_pred_edge (first),
1051                              EXPR_LOCATION (param));
1052               }
1053           phis_constructed = true;
1054         }
1055
1056       if (act->add && !a_acc)
1057         a_acc = create_tailcall_accumulator ("add_acc", first,
1058                                              integer_zero_node);
1059
1060       if (act->mult && !m_acc)
1061         m_acc = create_tailcall_accumulator ("mult_acc", first,
1062                                              integer_one_node);
1063     }
1064
1065   if (a_acc || m_acc)
1066     {
1067       /* When the tail call elimination using accumulators is performed,
1068          statements adding the accumulated value are inserted at all exits.
1069          This turns all other tail calls to non-tail ones.  */
1070       opt_tailcalls = false;
1071     }
1072
1073   for (; tailcalls; tailcalls = next)
1074     {
1075       next = tailcalls->next;
1076       changed |= optimize_tail_call (tailcalls, opt_tailcalls);
1077       free (tailcalls);
1078     }
1079
1080   if (a_acc || m_acc)
1081     {
1082       /* Modify the remaining return statements.  */
1083       FOR_EACH_EDGE (e, ei, EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds)
1084         {
1085           stmt = last_stmt (e->src);
1086
1087           if (stmt
1088               && gimple_code (stmt) == GIMPLE_RETURN)
1089             adjust_return_value (e->src, m_acc, a_acc);
1090         }
1091     }
1092
1093   if (changed)
1094     {
1095       /* We may have created new loops.  Make them magically appear.  */
1096       loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
1097       free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1098     }
1099
1100   /* Add phi nodes for the virtual operands defined in the function to the
1101      header of the loop created by tail recursion elimination.  Do so
1102      by triggering the SSA renamer.  */
1103   if (phis_constructed)
1104     mark_virtual_operands_for_renaming (cfun);
1105
1106   if (changed)
1107     return TODO_cleanup_cfg | TODO_update_ssa_only_virtuals;
1108   return 0;
1109 }
1110
1111 static bool
1112 gate_tail_calls (void)
1113 {
1114   return flag_optimize_sibling_calls != 0 && dbg_cnt (tail_call);
1115 }
1116
1117 static unsigned int
1118 execute_tail_calls (void)
1119 {
1120   return tree_optimize_tail_calls_1 (true);
1121 }
1122
1123 namespace {
1124
1125 const pass_data pass_data_tail_recursion =
1126 {
1127   GIMPLE_PASS, /* type */
1128   "tailr", /* name */
1129   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
1130   TV_NONE, /* tv_id */
1131   ( PROP_cfg | PROP_ssa ), /* properties_required */
1132   0, /* properties_provided */
1133   0, /* properties_destroyed */
1134   0, /* todo_flags_start */
1135   0, /* todo_flags_finish */
1136 };
1137
1138 class pass_tail_recursion : public gimple_opt_pass
1139 {
1140 public:
1141   pass_tail_recursion (gcc::context *ctxt)
1142     : gimple_opt_pass (pass_data_tail_recursion, ctxt)
1143   {}
1144
1145   /* opt_pass methods: */
1146   opt_pass * clone () { return new pass_tail_recursion (m_ctxt); }
1147   virtual bool gate (function *) { return gate_tail_calls (); }
1148   virtual unsigned int execute (function *)
1149     {
1150       return tree_optimize_tail_calls_1 (false);
1151     }
1152
1153 }; // class pass_tail_recursion
1154
1155 } // anon namespace
1156
1157 gimple_opt_pass *
1158 make_pass_tail_recursion (gcc::context *ctxt)
1159 {
1160   return new pass_tail_recursion (ctxt);
1161 }
1162
1163 namespace {
1164
1165 const pass_data pass_data_tail_calls =
1166 {
1167   GIMPLE_PASS, /* type */
1168   "tailc", /* name */
1169   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
1170   TV_NONE, /* tv_id */
1171   ( PROP_cfg | PROP_ssa ), /* properties_required */
1172   0, /* properties_provided */
1173   0, /* properties_destroyed */
1174   0, /* todo_flags_start */
1175   0, /* todo_flags_finish */
1176 };
1177
1178 class pass_tail_calls : public gimple_opt_pass
1179 {
1180 public:
1181   pass_tail_calls (gcc::context *ctxt)
1182     : gimple_opt_pass (pass_data_tail_calls, ctxt)
1183   {}
1184
1185   /* opt_pass methods: */
1186   virtual bool gate (function *) { return gate_tail_calls (); }
1187   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_tail_calls (); }
1188
1189 }; // class pass_tail_calls
1190
1191 } // anon namespace
1192
1193 gimple_opt_pass *
1194 make_pass_tail_calls (gcc::context *ctxt)
1195 {
1196   return new pass_tail_calls (ctxt);
1197 }