Merge branch 'vendor/DHCPCD'
[dragonfly.git] / contrib / gcc-8.0 / gcc / tree-ssa-threadupdate.c
1 /* Thread edges through blocks and update the control flow and SSA graphs.
2    Copyright (C) 2004-2018 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 "backend.h"
24 #include "tree.h"
25 #include "gimple.h"
26 #include "cfghooks.h"
27 #include "tree-pass.h"
28 #include "ssa.h"
29 #include "fold-const.h"
30 #include "cfganal.h"
31 #include "gimple-iterator.h"
32 #include "tree-ssa.h"
33 #include "tree-ssa-threadupdate.h"
34 #include "cfgloop.h"
35 #include "dbgcnt.h"
36 #include "tree-cfg.h"
37 #include "tree-vectorizer.h"
38
39 /* Given a block B, update the CFG and SSA graph to reflect redirecting
40    one or more in-edges to B to instead reach the destination of an
41    out-edge from B while preserving any side effects in B.
42
43    i.e., given A->B and B->C, change A->B to be A->C yet still preserve the
44    side effects of executing B.
45
46      1. Make a copy of B (including its outgoing edges and statements).  Call
47         the copy B'.  Note B' has no incoming edges or PHIs at this time.
48
49      2. Remove the control statement at the end of B' and all outgoing edges
50         except B'->C.
51
52      3. Add a new argument to each PHI in C with the same value as the existing
53         argument associated with edge B->C.  Associate the new PHI arguments
54         with the edge B'->C.
55
56      4. For each PHI in B, find or create a PHI in B' with an identical
57         PHI_RESULT.  Add an argument to the PHI in B' which has the same
58         value as the PHI in B associated with the edge A->B.  Associate
59         the new argument in the PHI in B' with the edge A->B.
60
61      5. Change the edge A->B to A->B'.
62
63         5a. This automatically deletes any PHI arguments associated with the
64             edge A->B in B.
65
66         5b. This automatically associates each new argument added in step 4
67             with the edge A->B'.
68
69      6. Repeat for other incoming edges into B.
70
71      7. Put the duplicated resources in B and all the B' blocks into SSA form.
72
73    Note that block duplication can be minimized by first collecting the
74    set of unique destination blocks that the incoming edges should
75    be threaded to.
76
77    We reduce the number of edges and statements we create by not copying all
78    the outgoing edges and the control statement in step #1.  We instead create
79    a template block without the outgoing edges and duplicate the template.
80
81    Another case this code handles is threading through a "joiner" block.  In
82    this case, we do not know the destination of the joiner block, but one
83    of the outgoing edges from the joiner block leads to a threadable path.  This
84    case largely works as outlined above, except the duplicate of the joiner
85    block still contains a full set of outgoing edges and its control statement.
86    We just redirect one of its outgoing edges to our jump threading path.  */
87
88
89 /* Steps #5 and #6 of the above algorithm are best implemented by walking
90    all the incoming edges which thread to the same destination edge at
91    the same time.  That avoids lots of table lookups to get information
92    for the destination edge.
93
94    To realize that implementation we create a list of incoming edges
95    which thread to the same outgoing edge.  Thus to implement steps
96    #5 and #6 we traverse our hash table of outgoing edge information.
97    For each entry we walk the list of incoming edges which thread to
98    the current outgoing edge.  */
99
100 struct el
101 {
102   edge e;
103   struct el *next;
104 };
105
106 /* Main data structure recording information regarding B's duplicate
107    blocks.  */
108
109 /* We need to efficiently record the unique thread destinations of this
110    block and specific information associated with those destinations.  We
111    may have many incoming edges threaded to the same outgoing edge.  This
112    can be naturally implemented with a hash table.  */
113
114 struct redirection_data : free_ptr_hash<redirection_data>
115 {
116   /* We support wiring up two block duplicates in a jump threading path.
117
118      One is a normal block copy where we remove the control statement
119      and wire up its single remaining outgoing edge to the thread path.
120
121      The other is a joiner block where we leave the control statement
122      in place, but wire one of the outgoing edges to a thread path.
123
124      In theory we could have multiple block duplicates in a jump
125      threading path, but I haven't tried that.
126
127      The duplicate blocks appear in this array in the same order in
128      which they appear in the jump thread path.  */
129   basic_block dup_blocks[2];
130
131   /* The jump threading path.  */
132   vec<jump_thread_edge *> *path;
133
134   /* A list of incoming edges which we want to thread to the
135      same path.  */
136   struct el *incoming_edges;
137
138   /* hash_table support.  */
139   static inline hashval_t hash (const redirection_data *);
140   static inline int equal (const redirection_data *, const redirection_data *);
141 };
142
143 /* Dump a jump threading path, including annotations about each
144    edge in the path.  */
145
146 static void
147 dump_jump_thread_path (FILE *dump_file, vec<jump_thread_edge *> path,
148                        bool registering)
149 {
150   fprintf (dump_file,
151            "  %s%s jump thread: (%d, %d) incoming edge; ",
152            (registering ? "Registering" : "Cancelling"),
153            (path[0]->type == EDGE_FSM_THREAD ? " FSM": ""),
154            path[0]->e->src->index, path[0]->e->dest->index);
155
156   for (unsigned int i = 1; i < path.length (); i++)
157     {
158       /* We can get paths with a NULL edge when the final destination
159          of a jump thread turns out to be a constant address.  We dump
160          those paths when debugging, so we have to be prepared for that
161          possibility here.  */
162       if (path[i]->e == NULL)
163         continue;
164
165       if (path[i]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
166         fprintf (dump_file, " (%d, %d) joiner; ",
167                  path[i]->e->src->index, path[i]->e->dest->index);
168       if (path[i]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK)
169        fprintf (dump_file, " (%d, %d) normal;",
170                  path[i]->e->src->index, path[i]->e->dest->index);
171       if (path[i]->type == EDGE_NO_COPY_SRC_BLOCK)
172        fprintf (dump_file, " (%d, %d) nocopy;",
173                  path[i]->e->src->index, path[i]->e->dest->index);
174       if (path[0]->type == EDGE_FSM_THREAD)
175         fprintf (dump_file, " (%d, %d) ",
176                  path[i]->e->src->index, path[i]->e->dest->index);
177     }
178   fputc ('\n', dump_file);
179 }
180
181 /* Simple hashing function.  For any given incoming edge E, we're going
182    to be most concerned with the final destination of its jump thread
183    path.  So hash on the block index of the final edge in the path.  */
184
185 inline hashval_t
186 redirection_data::hash (const redirection_data *p)
187 {
188   vec<jump_thread_edge *> *path = p->path;
189   return path->last ()->e->dest->index;
190 }
191
192 /* Given two hash table entries, return true if they have the same
193    jump threading path.  */
194 inline int
195 redirection_data::equal (const redirection_data *p1, const redirection_data *p2)
196 {
197   vec<jump_thread_edge *> *path1 = p1->path;
198   vec<jump_thread_edge *> *path2 = p2->path;
199
200   if (path1->length () != path2->length ())
201     return false;
202
203   for (unsigned int i = 1; i < path1->length (); i++)
204     {
205       if ((*path1)[i]->type != (*path2)[i]->type
206           || (*path1)[i]->e != (*path2)[i]->e)
207         return false;
208     }
209
210   return true;
211 }
212
213 /* Rather than search all the edges in jump thread paths each time
214    DOM is able to simply if control statement, we build a hash table
215    with the deleted edges.  We only care about the address of the edge,
216    not its contents.  */
217 struct removed_edges : nofree_ptr_hash<edge_def>
218 {
219   static hashval_t hash (edge e) { return htab_hash_pointer (e); }
220   static bool equal (edge e1, edge e2) { return e1 == e2; }
221 };
222
223 static hash_table<removed_edges> *removed_edges;
224
225 /* Data structure of information to pass to hash table traversal routines.  */
226 struct ssa_local_info_t
227 {
228   /* The current block we are working on.  */
229   basic_block bb;
230
231   /* We only create a template block for the first duplicated block in a
232      jump threading path as we may need many duplicates of that block.
233
234      The second duplicate block in a path is specific to that path.  Creating
235      and sharing a template for that block is considerably more difficult.  */
236   basic_block template_block;
237
238   /* Blocks duplicated for the thread.  */
239   bitmap duplicate_blocks;
240
241   /* TRUE if we thread one or more jumps, FALSE otherwise.  */
242   bool jumps_threaded;
243
244   /* When we have multiple paths through a joiner which reach different
245      final destinations, then we may need to correct for potential
246      profile insanities.  */
247   bool need_profile_correction;
248 };
249
250 /* Passes which use the jump threading code register jump threading
251    opportunities as they are discovered.  We keep the registered
252    jump threading opportunities in this vector as edge pairs
253    (original_edge, target_edge).  */
254 static vec<vec<jump_thread_edge *> *> paths;
255
256 /* When we start updating the CFG for threading, data necessary for jump
257    threading is attached to the AUX field for the incoming edge.  Use these
258    macros to access the underlying structure attached to the AUX field.  */
259 #define THREAD_PATH(E) ((vec<jump_thread_edge *> *)(E)->aux)
260
261 /* Jump threading statistics.  */
262
263 struct thread_stats_d
264 {
265   unsigned long num_threaded_edges;
266 };
267
268 struct thread_stats_d thread_stats;
269
270
271 /* Remove the last statement in block BB if it is a control statement
272    Also remove all outgoing edges except the edge which reaches DEST_BB.
273    If DEST_BB is NULL, then remove all outgoing edges.  */
274
275 void
276 remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (basic_block bb, basic_block dest_bb)
277 {
278   gimple_stmt_iterator gsi;
279   edge e;
280   edge_iterator ei;
281
282   gsi = gsi_last_bb (bb);
283
284   /* If the duplicate ends with a control statement, then remove it.
285
286      Note that if we are duplicating the template block rather than the
287      original basic block, then the duplicate might not have any real
288      statements in it.  */
289   if (!gsi_end_p (gsi)
290       && gsi_stmt (gsi)
291       && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
292           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
293           || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH))
294     gsi_remove (&gsi, true);
295
296   for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); )
297     {
298       if (e->dest != dest_bb)
299         {
300           free_dom_edge_info (e);
301           remove_edge (e);
302         }
303       else
304         {
305           e->probability = profile_probability::always ();
306           ei_next (&ei);
307         }
308     }
309
310   /* If the remaining edge is a loop exit, there must have
311      a removed edge that was not a loop exit.
312
313      In that case BB and possibly other blocks were previously
314      in the loop, but are now outside the loop.  Thus, we need
315      to update the loop structures.  */
316   if (single_succ_p (bb)
317       && loop_outer (bb->loop_father)
318       && loop_exit_edge_p (bb->loop_father, single_succ_edge (bb)))
319     loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
320 }
321
322 /* Create a duplicate of BB.  Record the duplicate block in an array
323    indexed by COUNT stored in RD.  */
324
325 static void
326 create_block_for_threading (basic_block bb,
327                             struct redirection_data *rd,
328                             unsigned int count,
329                             bitmap *duplicate_blocks)
330 {
331   edge_iterator ei;
332   edge e;
333
334   /* We can use the generic block duplication code and simply remove
335      the stuff we do not need.  */
336   rd->dup_blocks[count] = duplicate_block (bb, NULL, NULL);
337
338   FOR_EACH_EDGE (e, ei, rd->dup_blocks[count]->succs)
339     e->aux = NULL;
340
341   /* Zero out the profile, since the block is unreachable for now.  */
342   rd->dup_blocks[count]->count = profile_count::uninitialized ();
343   if (duplicate_blocks)
344     bitmap_set_bit (*duplicate_blocks, rd->dup_blocks[count]->index);
345 }
346
347 /* Main data structure to hold information for duplicates of BB.  */
348
349 static hash_table<redirection_data> *redirection_data;
350
351 /* Given an outgoing edge E lookup and return its entry in our hash table.
352
353    If INSERT is true, then we insert the entry into the hash table if
354    it is not already present.  INCOMING_EDGE is added to the list of incoming
355    edges associated with E in the hash table.  */
356
357 static struct redirection_data *
358 lookup_redirection_data (edge e, enum insert_option insert)
359 {
360   struct redirection_data **slot;
361   struct redirection_data *elt;
362   vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
363
364   /* Build a hash table element so we can see if E is already
365      in the table.  */
366   elt = XNEW (struct redirection_data);
367   elt->path = path;
368   elt->dup_blocks[0] = NULL;
369   elt->dup_blocks[1] = NULL;
370   elt->incoming_edges = NULL;
371
372   slot = redirection_data->find_slot (elt, insert);
373
374   /* This will only happen if INSERT is false and the entry is not
375      in the hash table.  */
376   if (slot == NULL)
377     {
378       free (elt);
379       return NULL;
380     }
381
382   /* This will only happen if E was not in the hash table and
383      INSERT is true.  */
384   if (*slot == NULL)
385     {
386       *slot = elt;
387       elt->incoming_edges = XNEW (struct el);
388       elt->incoming_edges->e = e;
389       elt->incoming_edges->next = NULL;
390       return elt;
391     }
392   /* E was in the hash table.  */
393   else
394     {
395       /* Free ELT as we do not need it anymore, we will extract the
396          relevant entry from the hash table itself.  */
397       free (elt);
398
399       /* Get the entry stored in the hash table.  */
400       elt = *slot;
401
402       /* If insertion was requested, then we need to add INCOMING_EDGE
403          to the list of incoming edges associated with E.  */
404       if (insert)
405         {
406           struct el *el = XNEW (struct el);
407           el->next = elt->incoming_edges;
408           el->e = e;
409           elt->incoming_edges = el;
410         }
411
412       return elt;
413     }
414 }
415
416 /* Similar to copy_phi_args, except that the PHI arg exists, it just
417    does not have a value associated with it.  */
418
419 static void
420 copy_phi_arg_into_existing_phi (edge src_e, edge tgt_e)
421 {
422   int src_idx = src_e->dest_idx;
423   int tgt_idx = tgt_e->dest_idx;
424
425   /* Iterate over each PHI in e->dest.  */
426   for (gphi_iterator gsi = gsi_start_phis (src_e->dest),
427                            gsi2 = gsi_start_phis (tgt_e->dest);
428        !gsi_end_p (gsi);
429        gsi_next (&gsi), gsi_next (&gsi2))
430     {
431       gphi *src_phi = gsi.phi ();
432       gphi *dest_phi = gsi2.phi ();
433       tree val = gimple_phi_arg_def (src_phi, src_idx);
434       source_location locus = gimple_phi_arg_location (src_phi, src_idx);
435
436       SET_PHI_ARG_DEF (dest_phi, tgt_idx, val);
437       gimple_phi_arg_set_location (dest_phi, tgt_idx, locus);
438     }
439 }
440
441 /* Given ssa_name DEF, backtrack jump threading PATH from node IDX
442    to see if it has constant value in a flow sensitive manner.  Set
443    LOCUS to location of the constant phi arg and return the value.
444    Return DEF directly if either PATH or idx is ZERO.  */
445
446 static tree
447 get_value_locus_in_path (tree def, vec<jump_thread_edge *> *path,
448                          basic_block bb, int idx, source_location *locus)
449 {
450   tree arg;
451   gphi *def_phi;
452   basic_block def_bb;
453
454   if (path == NULL || idx == 0)
455     return def;
456
457   def_phi = dyn_cast <gphi *> (SSA_NAME_DEF_STMT (def));
458   if (!def_phi)
459     return def;
460
461   def_bb = gimple_bb (def_phi);
462   /* Don't propagate loop invariants into deeper loops.  */
463   if (!def_bb || bb_loop_depth (def_bb) < bb_loop_depth (bb))
464     return def;
465
466   /* Backtrack jump threading path from IDX to see if def has constant
467      value.  */
468   for (int j = idx - 1; j >= 0; j--)
469     {
470       edge e = (*path)[j]->e;
471       if (e->dest == def_bb)
472         {
473           arg = gimple_phi_arg_def (def_phi, e->dest_idx);
474           if (is_gimple_min_invariant (arg))
475             {
476               *locus = gimple_phi_arg_location (def_phi, e->dest_idx);
477               return arg;
478             }
479           break;
480         }
481     }
482
483   return def;
484 }
485
486 /* For each PHI in BB, copy the argument associated with SRC_E to TGT_E.
487    Try to backtrack jump threading PATH from node IDX to see if the arg
488    has constant value, copy constant value instead of argument itself
489    if yes.  */
490
491 static void
492 copy_phi_args (basic_block bb, edge src_e, edge tgt_e,
493                vec<jump_thread_edge *> *path, int idx)
494 {
495   gphi_iterator gsi;
496   int src_indx = src_e->dest_idx;
497
498   for (gsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
499     {
500       gphi *phi = gsi.phi ();
501       tree def = gimple_phi_arg_def (phi, src_indx);
502       source_location locus = gimple_phi_arg_location (phi, src_indx);
503
504       if (TREE_CODE (def) == SSA_NAME
505           && !virtual_operand_p (gimple_phi_result (phi)))
506         def = get_value_locus_in_path (def, path, bb, idx, &locus);
507
508       add_phi_arg (phi, def, tgt_e, locus);
509     }
510 }
511
512 /* We have recently made a copy of ORIG_BB, including its outgoing
513    edges.  The copy is NEW_BB.  Every PHI node in every direct successor of
514    ORIG_BB has a new argument associated with edge from NEW_BB to the
515    successor.  Initialize the PHI argument so that it is equal to the PHI
516    argument associated with the edge from ORIG_BB to the successor.
517    PATH and IDX are used to check if the new PHI argument has constant
518    value in a flow sensitive manner.  */
519
520 static void
521 update_destination_phis (basic_block orig_bb, basic_block new_bb,
522                          vec<jump_thread_edge *> *path, int idx)
523 {
524   edge_iterator ei;
525   edge e;
526
527   FOR_EACH_EDGE (e, ei, orig_bb->succs)
528     {
529       edge e2 = find_edge (new_bb, e->dest);
530       copy_phi_args (e->dest, e, e2, path, idx);
531     }
532 }
533
534 /* Given a duplicate block and its single destination (both stored
535    in RD).  Create an edge between the duplicate and its single
536    destination.
537
538    Add an additional argument to any PHI nodes at the single
539    destination.  IDX is the start node in jump threading path
540    we start to check to see if the new PHI argument has constant
541    value along the jump threading path.  */
542
543 static void
544 create_edge_and_update_destination_phis (struct redirection_data *rd,
545                                          basic_block bb, int idx)
546 {
547   edge e = make_single_succ_edge (bb, rd->path->last ()->e->dest, EDGE_FALLTHRU);
548
549   rescan_loop_exit (e, true, false);
550
551   /* We used to copy the thread path here.  That was added in 2007
552      and dutifully updated through the representation changes in 2013.
553
554      In 2013 we added code to thread from an interior node through
555      the backedge to another interior node.  That runs after the code
556      to thread through loop headers from outside the loop.
557
558      The latter may delete edges in the CFG, including those
559      which appeared in the jump threading path we copied here.  Thus
560      we'd end up using a dangling pointer.
561
562      After reviewing the 2007/2011 code, I can't see how anything
563      depended on copying the AUX field and clearly copying the jump
564      threading path is problematical due to embedded edge pointers.
565      It has been removed.  */
566   e->aux = NULL;
567
568   /* If there are any PHI nodes at the destination of the outgoing edge
569      from the duplicate block, then we will need to add a new argument
570      to them.  The argument should have the same value as the argument
571      associated with the outgoing edge stored in RD.  */
572   copy_phi_args (e->dest, rd->path->last ()->e, e, rd->path, idx);
573 }
574
575 /* Look through PATH beginning at START and return TRUE if there are
576    any additional blocks that need to be duplicated.  Otherwise,
577    return FALSE.  */
578 static bool
579 any_remaining_duplicated_blocks (vec<jump_thread_edge *> *path,
580                                  unsigned int start)
581 {
582   for (unsigned int i = start + 1; i < path->length (); i++)
583     {
584       if ((*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK
585           || (*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK)
586         return true;
587     }
588   return false;
589 }
590
591
592 /* Compute the amount of profile count coming into the jump threading
593    path stored in RD that we are duplicating, returned in PATH_IN_COUNT_PTR and
594    PATH_IN_FREQ_PTR, as well as the amount of counts flowing out of the
595    duplicated path, returned in PATH_OUT_COUNT_PTR.  LOCAL_INFO is used to
596    identify blocks duplicated for jump threading, which have duplicated
597    edges that need to be ignored in the analysis.  Return true if path contains
598    a joiner, false otherwise.
599
600    In the non-joiner case, this is straightforward - all the counts
601    flowing into the jump threading path should flow through the duplicated
602    block and out of the duplicated path.
603
604    In the joiner case, it is very tricky.  Some of the counts flowing into
605    the original path go offpath at the joiner.  The problem is that while
606    we know how much total count goes off-path in the original control flow,
607    we don't know how many of the counts corresponding to just the jump
608    threading path go offpath at the joiner.
609
610    For example, assume we have the following control flow and identified
611    jump threading paths:
612
613                 A     B     C
614                  \    |    /
615                Ea \   |Eb / Ec
616                    \  |  /
617                     v v v
618                       J       <-- Joiner
619                      / \
620                 Eoff/   \Eon
621                    /     \
622                   v       v
623                 Soff     Son  <--- Normal
624                          /\
625                       Ed/  \ Ee
626                        /    \
627                       v     v
628                       D      E
629
630             Jump threading paths: A -> J -> Son -> D (path 1)
631                                   C -> J -> Son -> E (path 2)
632
633    Note that the control flow could be more complicated:
634    - Each jump threading path may have more than one incoming edge.  I.e. A and
635    Ea could represent multiple incoming blocks/edges that are included in
636    path 1.
637    - There could be EDGE_NO_COPY_SRC_BLOCK edges after the joiner (either
638    before or after the "normal" copy block).  These are not duplicated onto
639    the jump threading path, as they are single-successor.
640    - Any of the blocks along the path may have other incoming edges that
641    are not part of any jump threading path, but add profile counts along
642    the path.
643
644    In the above example, after all jump threading is complete, we will
645    end up with the following control flow:
646
647                 A          B           C
648                 |          |           |
649               Ea|          |Eb         |Ec
650                 |          |           |
651                 v          v           v
652                Ja          J          Jc
653                / \        / \Eon'     / \
654           Eona/   \   ---/---\--------   \Eonc
655              /     \ /  /     \           \
656             v       v  v       v          v
657            Sona     Soff      Son       Sonc
658              \                 /\         /
659               \___________    /  \  _____/
660                           \  /    \/
661                            vv      v
662                             D      E
663
664    The main issue to notice here is that when we are processing path 1
665    (A->J->Son->D) we need to figure out the outgoing edge weights to
666    the duplicated edges Ja->Sona and Ja->Soff, while ensuring that the
667    sum of the incoming weights to D remain Ed.  The problem with simply
668    assuming that Ja (and Jc when processing path 2) has the same outgoing
669    probabilities to its successors as the original block J, is that after
670    all paths are processed and other edges/counts removed (e.g. none
671    of Ec will reach D after processing path 2), we may end up with not
672    enough count flowing along duplicated edge Sona->D.
673
674    Therefore, in the case of a joiner, we keep track of all counts
675    coming in along the current path, as well as from predecessors not
676    on any jump threading path (Eb in the above example).  While we
677    first assume that the duplicated Eona for Ja->Sona has the same
678    probability as the original, we later compensate for other jump
679    threading paths that may eliminate edges.  We do that by keep track
680    of all counts coming into the original path that are not in a jump
681    thread (Eb in the above example, but as noted earlier, there could
682    be other predecessors incoming to the path at various points, such
683    as at Son).  Call this cumulative non-path count coming into the path
684    before D as Enonpath.  We then ensure that the count from Sona->D is as at
685    least as big as (Ed - Enonpath), but no bigger than the minimum
686    weight along the jump threading path.  The probabilities of both the
687    original and duplicated joiner block J and Ja will be adjusted
688    accordingly after the updates.  */
689
690 static bool
691 compute_path_counts (struct redirection_data *rd,
692                      ssa_local_info_t *local_info,
693                      profile_count *path_in_count_ptr,
694                      profile_count *path_out_count_ptr)
695 {
696   edge e = rd->incoming_edges->e;
697   vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
698   edge elast = path->last ()->e;
699   profile_count nonpath_count = profile_count::zero ();
700   bool has_joiner = false;
701   profile_count path_in_count = profile_count::zero ();
702
703   /* Start by accumulating incoming edge counts to the path's first bb
704      into a couple buckets:
705         path_in_count: total count of incoming edges that flow into the
706                   current path.
707         nonpath_count: total count of incoming edges that are not
708                   flowing along *any* path.  These are the counts
709                   that will still flow along the original path after
710                   all path duplication is done by potentially multiple
711                   calls to this routine.
712      (any other incoming edge counts are for a different jump threading
713      path that will be handled by a later call to this routine.)
714      To make this easier, start by recording all incoming edges that flow into
715      the current path in a bitmap.  We could add up the path's incoming edge
716      counts here, but we still need to walk all the first bb's incoming edges
717      below to add up the counts of the other edges not included in this jump
718      threading path.  */
719   struct el *next, *el;
720   auto_bitmap in_edge_srcs;
721   for (el = rd->incoming_edges; el; el = next)
722     {
723       next = el->next;
724       bitmap_set_bit (in_edge_srcs, el->e->src->index);
725     }
726   edge ein;
727   edge_iterator ei;
728   FOR_EACH_EDGE (ein, ei, e->dest->preds)
729     {
730       vec<jump_thread_edge *> *ein_path = THREAD_PATH (ein);
731       /* Simply check the incoming edge src against the set captured above.  */
732       if (ein_path
733           && bitmap_bit_p (in_edge_srcs, (*ein_path)[0]->e->src->index))
734         {
735           /* It is necessary but not sufficient that the last path edges
736              are identical.  There may be different paths that share the
737              same last path edge in the case where the last edge has a nocopy
738              source block.  */
739           gcc_assert (ein_path->last ()->e == elast);
740           path_in_count += ein->count ();
741         }
742       else if (!ein_path)
743         {
744           /* Keep track of the incoming edges that are not on any jump-threading
745              path.  These counts will still flow out of original path after all
746              jump threading is complete.  */
747             nonpath_count += ein->count ();
748         }
749     }
750
751   /* Now compute the fraction of the total count coming into the first
752      path bb that is from the current threading path.  */
753   profile_count total_count = e->dest->count;
754   /* Handle incoming profile insanities.  */
755   if (total_count < path_in_count)
756     path_in_count = total_count;
757   profile_probability onpath_scale = path_in_count.probability_in (total_count);
758
759   /* Walk the entire path to do some more computation in order to estimate
760      how much of the path_in_count will flow out of the duplicated threading
761      path.  In the non-joiner case this is straightforward (it should be
762      the same as path_in_count, although we will handle incoming profile
763      insanities by setting it equal to the minimum count along the path).
764
765      In the joiner case, we need to estimate how much of the path_in_count
766      will stay on the threading path after the joiner's conditional branch.
767      We don't really know for sure how much of the counts
768      associated with this path go to each successor of the joiner, but we'll
769      estimate based on the fraction of the total count coming into the path
770      bb was from the threading paths (computed above in onpath_scale).
771      Afterwards, we will need to do some fixup to account for other threading
772      paths and possible profile insanities.
773
774      In order to estimate the joiner case's counts we also need to update
775      nonpath_count with any additional counts coming into the path.  Other
776      blocks along the path may have additional predecessors from outside
777      the path.  */
778   profile_count path_out_count = path_in_count;
779   profile_count min_path_count = path_in_count;
780   for (unsigned int i = 1; i < path->length (); i++)
781     {
782       edge epath = (*path)[i]->e;
783       profile_count cur_count = epath->count ();
784       if ((*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
785         {
786           has_joiner = true;
787           cur_count = cur_count.apply_probability (onpath_scale);
788         }
789       /* In the joiner case we need to update nonpath_count for any edges
790          coming into the path that will contribute to the count flowing
791          into the path successor.  */
792       if (has_joiner && epath != elast)
793         {
794           /* Look for other incoming edges after joiner.  */
795           FOR_EACH_EDGE (ein, ei, epath->dest->preds)
796             {
797               if (ein != epath
798                   /* Ignore in edges from blocks we have duplicated for a
799                      threading path, which have duplicated edge counts until
800                      they are redirected by an invocation of this routine.  */
801                   && !bitmap_bit_p (local_info->duplicate_blocks,
802                                     ein->src->index))
803                 nonpath_count += ein->count ();
804             }
805         }
806       if (cur_count < path_out_count)
807         path_out_count = cur_count;
808       if (epath->count () < min_path_count)
809         min_path_count = epath->count ();
810     }
811
812   /* We computed path_out_count above assuming that this path targeted
813      the joiner's on-path successor with the same likelihood as it
814      reached the joiner.  However, other thread paths through the joiner
815      may take a different path through the normal copy source block
816      (i.e. they have a different elast), meaning that they do not
817      contribute any counts to this path's elast.  As a result, it may
818      turn out that this path must have more count flowing to the on-path
819      successor of the joiner.  Essentially, all of this path's elast
820      count must be contributed by this path and any nonpath counts
821      (since any path through the joiner with a different elast will not
822      include a copy of this elast in its duplicated path).
823      So ensure that this path's path_out_count is at least the
824      difference between elast->count () and nonpath_count.  Otherwise the edge
825      counts after threading will not be sane.  */
826   if (local_info->need_profile_correction
827       && has_joiner && path_out_count < elast->count () - nonpath_count)
828     {
829       path_out_count = elast->count () - nonpath_count;
830       /* But neither can we go above the minimum count along the path
831          we are duplicating.  This can be an issue due to profile
832          insanities coming in to this pass.  */
833       if (path_out_count > min_path_count)
834         path_out_count = min_path_count;
835     }
836
837   *path_in_count_ptr = path_in_count;
838   *path_out_count_ptr = path_out_count;
839   return has_joiner;
840 }
841
842
843 /* Update the counts and frequencies for both an original path
844    edge EPATH and its duplicate EDUP.  The duplicate source block
845    will get a count of PATH_IN_COUNT and PATH_IN_FREQ,
846    and the duplicate edge EDUP will have a count of PATH_OUT_COUNT.  */
847 static void
848 update_profile (edge epath, edge edup, profile_count path_in_count,
849                 profile_count path_out_count)
850 {
851
852   /* First update the duplicated block's count.  */
853   if (edup)
854     {
855       basic_block dup_block = edup->src;
856
857       /* Edup's count is reduced by path_out_count.  We need to redistribute
858          probabilities to the remaining edges.  */
859
860       edge esucc;
861       edge_iterator ei;
862       profile_probability edup_prob
863          = path_out_count.probability_in (path_in_count);
864
865       /* Either scale up or down the remaining edges.
866          probabilities are always in range <0,1> and thus we can't do
867          both by same loop.  */
868       if (edup->probability > edup_prob)
869         {
870            profile_probability rev_scale
871              = (profile_probability::always () - edup->probability)
872                / (profile_probability::always () - edup_prob);
873            FOR_EACH_EDGE (esucc, ei, dup_block->succs)
874              if (esucc != edup)
875                esucc->probability /= rev_scale;
876         }
877       else if (edup->probability < edup_prob)
878         {
879            profile_probability scale
880              = (profile_probability::always () - edup_prob)
881                / (profile_probability::always () - edup->probability);
882           FOR_EACH_EDGE (esucc, ei, dup_block->succs)
883             if (esucc != edup)
884               esucc->probability *= scale;
885         }
886       if (edup_prob.initialized_p ())
887         edup->probability = edup_prob;
888
889       gcc_assert (!dup_block->count.initialized_p ());
890       dup_block->count = path_in_count;
891     }
892
893   if (path_in_count == profile_count::zero ())
894     return;
895
896   profile_count final_count = epath->count () - path_out_count;
897
898   /* Now update the original block's count in the
899      opposite manner - remove the counts/freq that will flow
900      into the duplicated block.  Handle underflow due to precision/
901      rounding issues.  */
902   epath->src->count -= path_in_count;
903
904   /* Next update this path edge's original and duplicated counts.  We know
905      that the duplicated path will have path_out_count flowing
906      out of it (in the joiner case this is the count along the duplicated path
907      out of the duplicated joiner).  This count can then be removed from the
908      original path edge.  */
909
910   edge esucc;
911   edge_iterator ei;
912   profile_probability epath_prob = final_count.probability_in (epath->src->count);
913
914   if (epath->probability > epath_prob)
915     {
916        profile_probability rev_scale
917          = (profile_probability::always () - epath->probability)
918            / (profile_probability::always () - epath_prob);
919        FOR_EACH_EDGE (esucc, ei, epath->src->succs)
920          if (esucc != epath)
921            esucc->probability /= rev_scale;
922     }
923   else if (epath->probability < epath_prob)
924     {
925        profile_probability scale
926          = (profile_probability::always () - epath_prob)
927            / (profile_probability::always () - epath->probability);
928       FOR_EACH_EDGE (esucc, ei, epath->src->succs)
929         if (esucc != epath)
930           esucc->probability *= scale;
931     }
932   if (epath_prob.initialized_p ())
933     epath->probability = epath_prob;
934 }
935
936 /* Wire up the outgoing edges from the duplicate blocks and
937    update any PHIs as needed.  Also update the profile counts
938    on the original and duplicate blocks and edges.  */
939 void
940 ssa_fix_duplicate_block_edges (struct redirection_data *rd,
941                                ssa_local_info_t *local_info)
942 {
943   bool multi_incomings = (rd->incoming_edges->next != NULL);
944   edge e = rd->incoming_edges->e;
945   vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
946   edge elast = path->last ()->e;
947   profile_count path_in_count = profile_count::zero ();
948   profile_count path_out_count = profile_count::zero ();
949
950   /* First determine how much profile count to move from original
951      path to the duplicate path.  This is tricky in the presence of
952      a joiner (see comments for compute_path_counts), where some portion
953      of the path's counts will flow off-path from the joiner.  In the
954      non-joiner case the path_in_count and path_out_count should be the
955      same.  */
956   bool has_joiner = compute_path_counts (rd, local_info,
957                                          &path_in_count, &path_out_count);
958
959   for (unsigned int count = 0, i = 1; i < path->length (); i++)
960     {
961       edge epath = (*path)[i]->e;
962
963       /* If we were threading through an joiner block, then we want
964          to keep its control statement and redirect an outgoing edge.
965          Else we want to remove the control statement & edges, then create
966          a new outgoing edge.  In both cases we may need to update PHIs.  */
967       if ((*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
968         {
969           edge victim;
970           edge e2;
971
972           gcc_assert (has_joiner);
973
974           /* This updates the PHIs at the destination of the duplicate
975              block.  Pass 0 instead of i if we are threading a path which
976              has multiple incoming edges.  */
977           update_destination_phis (local_info->bb, rd->dup_blocks[count],
978                                    path, multi_incomings ? 0 : i);
979
980           /* Find the edge from the duplicate block to the block we're
981              threading through.  That's the edge we want to redirect.  */
982           victim = find_edge (rd->dup_blocks[count], (*path)[i]->e->dest);
983
984           /* If there are no remaining blocks on the path to duplicate,
985              then redirect VICTIM to the final destination of the jump
986              threading path.  */
987           if (!any_remaining_duplicated_blocks (path, i))
988             {
989               e2 = redirect_edge_and_branch (victim, elast->dest);
990               /* If we redirected the edge, then we need to copy PHI arguments
991                  at the target.  If the edge already existed (e2 != victim
992                  case), then the PHIs in the target already have the correct
993                  arguments.  */
994               if (e2 == victim)
995                 copy_phi_args (e2->dest, elast, e2,
996                                path, multi_incomings ? 0 : i);
997             }
998           else
999             {
1000               /* Redirect VICTIM to the next duplicated block in the path.  */
1001               e2 = redirect_edge_and_branch (victim, rd->dup_blocks[count + 1]);
1002
1003               /* We need to update the PHIs in the next duplicated block.  We
1004                  want the new PHI args to have the same value as they had
1005                  in the source of the next duplicate block.
1006
1007                  Thus, we need to know which edge we traversed into the
1008                  source of the duplicate.  Furthermore, we may have
1009                  traversed many edges to reach the source of the duplicate.
1010
1011                  Walk through the path starting at element I until we
1012                  hit an edge marked with EDGE_COPY_SRC_BLOCK.  We want
1013                  the edge from the prior element.  */
1014               for (unsigned int j = i + 1; j < path->length (); j++)
1015                 {
1016                   if ((*path)[j]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK)
1017                     {
1018                       copy_phi_arg_into_existing_phi ((*path)[j - 1]->e, e2);
1019                       break;
1020                     }
1021                 }
1022             }
1023
1024           /* Update the counts of both the original block
1025              and path edge, and the duplicates.  The path duplicate's
1026              incoming count are the totals for all edges
1027              incoming to this jump threading path computed earlier.
1028              And we know that the duplicated path will have path_out_count
1029              flowing out of it (i.e. along the duplicated path out of the
1030              duplicated joiner).  */
1031           update_profile (epath, e2, path_in_count, path_out_count);
1032         }
1033       else if ((*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK)
1034         {
1035           remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (rd->dup_blocks[count], NULL);
1036           create_edge_and_update_destination_phis (rd, rd->dup_blocks[count],
1037                                                    multi_incomings ? 0 : i);
1038           if (count == 1)
1039             single_succ_edge (rd->dup_blocks[1])->aux = NULL;
1040
1041           /* Update the counts of both the original block
1042              and path edge, and the duplicates.  Since we are now after
1043              any joiner that may have existed on the path, the count
1044              flowing along the duplicated threaded path is path_out_count.
1045              If we didn't have a joiner, then cur_path_freq was the sum
1046              of the total frequencies along all incoming edges to the
1047              thread path (path_in_freq).  If we had a joiner, it would have
1048              been updated at the end of that handling to the edge frequency
1049              along the duplicated joiner path edge.  */
1050           update_profile (epath, EDGE_SUCC (rd->dup_blocks[count], 0),
1051                           path_out_count, path_out_count);
1052         }
1053       else
1054         {
1055           /* No copy case.  In this case we don't have an equivalent block
1056              on the duplicated thread path to update, but we do need
1057              to remove the portion of the counts/freqs that were moved
1058              to the duplicated path from the counts/freqs flowing through
1059              this block on the original path.  Since all the no-copy edges
1060              are after any joiner, the removed count is the same as
1061              path_out_count.
1062
1063              If we didn't have a joiner, then cur_path_freq was the sum
1064              of the total frequencies along all incoming edges to the
1065              thread path (path_in_freq).  If we had a joiner, it would have
1066              been updated at the end of that handling to the edge frequency
1067              along the duplicated joiner path edge.  */
1068            update_profile (epath, NULL, path_out_count, path_out_count);
1069         }
1070
1071       /* Increment the index into the duplicated path when we processed
1072          a duplicated block.  */
1073       if ((*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK
1074           || (*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK)
1075         {
1076           count++;
1077         }
1078     }
1079 }
1080
1081 /* Hash table traversal callback routine to create duplicate blocks.  */
1082
1083 int
1084 ssa_create_duplicates (struct redirection_data **slot,
1085                        ssa_local_info_t *local_info)
1086 {
1087   struct redirection_data *rd = *slot;
1088
1089   /* The second duplicated block in a jump threading path is specific
1090      to the path.  So it gets stored in RD rather than in LOCAL_DATA.
1091
1092      Each time we're called, we have to look through the path and see
1093      if a second block needs to be duplicated.
1094
1095      Note the search starts with the third edge on the path.  The first
1096      edge is the incoming edge, the second edge always has its source
1097      duplicated.  Thus we start our search with the third edge.  */
1098   vec<jump_thread_edge *> *path = rd->path;
1099   for (unsigned int i = 2; i < path->length (); i++)
1100     {
1101       if ((*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK
1102           || (*path)[i]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
1103         {
1104           create_block_for_threading ((*path)[i]->e->src, rd, 1,
1105                                       &local_info->duplicate_blocks);
1106           break;
1107         }
1108     }
1109
1110   /* Create a template block if we have not done so already.  Otherwise
1111      use the template to create a new block.  */
1112   if (local_info->template_block == NULL)
1113     {
1114       create_block_for_threading ((*path)[1]->e->src, rd, 0,
1115                                   &local_info->duplicate_blocks);
1116       local_info->template_block = rd->dup_blocks[0];
1117
1118       /* We do not create any outgoing edges for the template.  We will
1119          take care of that in a later traversal.  That way we do not
1120          create edges that are going to just be deleted.  */
1121     }
1122   else
1123     {
1124       create_block_for_threading (local_info->template_block, rd, 0,
1125                                   &local_info->duplicate_blocks);
1126
1127       /* Go ahead and wire up outgoing edges and update PHIs for the duplicate
1128          block.   */
1129       ssa_fix_duplicate_block_edges (rd, local_info);
1130     }
1131
1132   /* Keep walking the hash table.  */
1133   return 1;
1134 }
1135
1136 /* We did not create any outgoing edges for the template block during
1137    block creation.  This hash table traversal callback creates the
1138    outgoing edge for the template block.  */
1139
1140 inline int
1141 ssa_fixup_template_block (struct redirection_data **slot,
1142                           ssa_local_info_t *local_info)
1143 {
1144   struct redirection_data *rd = *slot;
1145
1146   /* If this is the template block halt the traversal after updating
1147      it appropriately.
1148
1149      If we were threading through an joiner block, then we want
1150      to keep its control statement and redirect an outgoing edge.
1151      Else we want to remove the control statement & edges, then create
1152      a new outgoing edge.  In both cases we may need to update PHIs.  */
1153   if (rd->dup_blocks[0] && rd->dup_blocks[0] == local_info->template_block)
1154     {
1155       ssa_fix_duplicate_block_edges (rd, local_info);
1156       return 0;
1157     }
1158
1159   return 1;
1160 }
1161
1162 /* Hash table traversal callback to redirect each incoming edge
1163    associated with this hash table element to its new destination.  */
1164
1165 int
1166 ssa_redirect_edges (struct redirection_data **slot,
1167                     ssa_local_info_t *local_info)
1168 {
1169   struct redirection_data *rd = *slot;
1170   struct el *next, *el;
1171
1172   /* Walk over all the incoming edges associated with this hash table
1173      entry.  */
1174   for (el = rd->incoming_edges; el; el = next)
1175     {
1176       edge e = el->e;
1177       vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1178
1179       /* Go ahead and free this element from the list.  Doing this now
1180          avoids the need for another list walk when we destroy the hash
1181          table.  */
1182       next = el->next;
1183       free (el);
1184
1185       thread_stats.num_threaded_edges++;
1186
1187       if (rd->dup_blocks[0])
1188         {
1189           edge e2;
1190
1191           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1192             fprintf (dump_file, "  Threaded jump %d --> %d to %d\n",
1193                      e->src->index, e->dest->index, rd->dup_blocks[0]->index);
1194
1195           /* Redirect the incoming edge (possibly to the joiner block) to the
1196              appropriate duplicate block.  */
1197           e2 = redirect_edge_and_branch (e, rd->dup_blocks[0]);
1198           gcc_assert (e == e2);
1199           flush_pending_stmts (e2);
1200         }
1201
1202       /* Go ahead and clear E->aux.  It's not needed anymore and failure
1203          to clear it will cause all kinds of unpleasant problems later.  */
1204       delete_jump_thread_path (path);
1205       e->aux = NULL;
1206
1207     }
1208
1209   /* Indicate that we actually threaded one or more jumps.  */
1210   if (rd->incoming_edges)
1211     local_info->jumps_threaded = true;
1212
1213   return 1;
1214 }
1215
1216 /* Return true if this block has no executable statements other than
1217    a simple ctrl flow instruction.  When the number of outgoing edges
1218    is one, this is equivalent to a "forwarder" block.  */
1219
1220 static bool
1221 redirection_block_p (basic_block bb)
1222 {
1223   gimple_stmt_iterator gsi;
1224
1225   /* Advance to the first executable statement.  */
1226   gsi = gsi_start_bb (bb);
1227   while (!gsi_end_p (gsi)
1228          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_LABEL
1229              || is_gimple_debug (gsi_stmt (gsi))
1230              || gimple_nop_p (gsi_stmt (gsi))
1231              || gimple_clobber_p (gsi_stmt (gsi))))
1232     gsi_next (&gsi);
1233
1234   /* Check if this is an empty block.  */
1235   if (gsi_end_p (gsi))
1236     return true;
1237
1238   /* Test that we've reached the terminating control statement.  */
1239   return gsi_stmt (gsi)
1240          && (gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_COND
1241              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_GOTO
1242              || gimple_code (gsi_stmt (gsi)) == GIMPLE_SWITCH);
1243 }
1244
1245 /* BB is a block which ends with a COND_EXPR or SWITCH_EXPR and when BB
1246    is reached via one or more specific incoming edges, we know which
1247    outgoing edge from BB will be traversed.
1248
1249    We want to redirect those incoming edges to the target of the
1250    appropriate outgoing edge.  Doing so avoids a conditional branch
1251    and may expose new optimization opportunities.  Note that we have
1252    to update dominator tree and SSA graph after such changes.
1253
1254    The key to keeping the SSA graph update manageable is to duplicate
1255    the side effects occurring in BB so that those side effects still
1256    occur on the paths which bypass BB after redirecting edges.
1257
1258    We accomplish this by creating duplicates of BB and arranging for
1259    the duplicates to unconditionally pass control to one specific
1260    successor of BB.  We then revector the incoming edges into BB to
1261    the appropriate duplicate of BB.
1262
1263    If NOLOOP_ONLY is true, we only perform the threading as long as it
1264    does not affect the structure of the loops in a nontrivial way.
1265
1266    If JOINERS is true, then thread through joiner blocks as well.  */
1267
1268 static bool
1269 thread_block_1 (basic_block bb, bool noloop_only, bool joiners)
1270 {
1271   /* E is an incoming edge into BB that we may or may not want to
1272      redirect to a duplicate of BB.  */
1273   edge e, e2;
1274   edge_iterator ei;
1275   ssa_local_info_t local_info;
1276
1277   local_info.duplicate_blocks = BITMAP_ALLOC (NULL);
1278   local_info.need_profile_correction = false;
1279
1280   /* To avoid scanning a linear array for the element we need we instead
1281      use a hash table.  For normal code there should be no noticeable
1282      difference.  However, if we have a block with a large number of
1283      incoming and outgoing edges such linear searches can get expensive.  */
1284   redirection_data
1285     = new hash_table<struct redirection_data> (EDGE_COUNT (bb->succs));
1286
1287   /* Record each unique threaded destination into a hash table for
1288      efficient lookups.  */
1289   edge last = NULL;
1290   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1291     {
1292       if (e->aux == NULL)
1293         continue;
1294
1295       vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1296
1297       if (((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK && !joiners)
1298           || ((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK && joiners))
1299         continue;
1300
1301       e2 = path->last ()->e;
1302       if (!e2 || noloop_only)
1303         {
1304           /* If NOLOOP_ONLY is true, we only allow threading through the
1305              header of a loop to exit edges.  */
1306
1307           /* One case occurs when there was loop header buried in a jump
1308              threading path that crosses loop boundaries.  We do not try
1309              and thread this elsewhere, so just cancel the jump threading
1310              request by clearing the AUX field now.  */
1311           if (bb->loop_father != e2->src->loop_father
1312               && !loop_exit_edge_p (e2->src->loop_father, e2))
1313             {
1314               /* Since this case is not handled by our special code
1315                  to thread through a loop header, we must explicitly
1316                  cancel the threading request here.  */
1317               delete_jump_thread_path (path);
1318               e->aux = NULL;
1319               continue;
1320             }
1321
1322           /* Another case occurs when trying to thread through our
1323              own loop header, possibly from inside the loop.  We will
1324              thread these later.  */
1325           unsigned int i;
1326           for (i = 1; i < path->length (); i++)
1327             {
1328               if ((*path)[i]->e->src == bb->loop_father->header
1329                   && (!loop_exit_edge_p (bb->loop_father, e2)
1330                       || (*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK))
1331                 break;
1332             }
1333
1334           if (i != path->length ())
1335             continue;
1336
1337           /* Loop parallelization can be confused by the result of
1338              threading through the loop exit test back into the loop.
1339              However, theading those jumps seems to help other codes.
1340
1341              I have been unable to find anything related to the shape of
1342              the CFG, the contents of the affected blocks, etc which would
1343              allow a more sensible test than what we're using below which
1344              merely avoids the optimization when parallelizing loops.  */
1345           if (flag_tree_parallelize_loops > 1)
1346             {
1347               for (i = 1; i < path->length (); i++)
1348                 if (bb->loop_father == e2->src->loop_father
1349                     && loop_exits_from_bb_p (bb->loop_father,
1350                                              (*path)[i]->e->src)
1351                     && !loop_exit_edge_p (bb->loop_father, e2))
1352                   break;
1353
1354               if (i != path->length ())
1355                 {
1356                   delete_jump_thread_path (path);
1357                   e->aux = NULL;
1358                   continue;
1359                 }
1360             }
1361         }
1362
1363       /* Insert the outgoing edge into the hash table if it is not
1364          already in the hash table.  */
1365       lookup_redirection_data (e, INSERT);
1366
1367       /* When we have thread paths through a common joiner with different
1368          final destinations, then we may need corrections to deal with
1369          profile insanities.  See the big comment before compute_path_counts.  */
1370       if ((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
1371         {
1372           if (!last)
1373             last = e2;
1374           else if (e2 != last)
1375             local_info.need_profile_correction = true;
1376         }
1377     }
1378
1379   /* We do not update dominance info.  */
1380   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
1381
1382   /* We know we only thread through the loop header to loop exits.
1383      Let the basic block duplication hook know we are not creating
1384      a multiple entry loop.  */
1385   if (noloop_only
1386       && bb == bb->loop_father->header)
1387     set_loop_copy (bb->loop_father, loop_outer (bb->loop_father));
1388
1389   /* Now create duplicates of BB.
1390
1391      Note that for a block with a high outgoing degree we can waste
1392      a lot of time and memory creating and destroying useless edges.
1393
1394      So we first duplicate BB and remove the control structure at the
1395      tail of the duplicate as well as all outgoing edges from the
1396      duplicate.  We then use that duplicate block as a template for
1397      the rest of the duplicates.  */
1398   local_info.template_block = NULL;
1399   local_info.bb = bb;
1400   local_info.jumps_threaded = false;
1401   redirection_data->traverse <ssa_local_info_t *, ssa_create_duplicates>
1402                             (&local_info);
1403
1404   /* The template does not have an outgoing edge.  Create that outgoing
1405      edge and update PHI nodes as the edge's target as necessary.
1406
1407      We do this after creating all the duplicates to avoid creating
1408      unnecessary edges.  */
1409   redirection_data->traverse <ssa_local_info_t *, ssa_fixup_template_block>
1410                             (&local_info);
1411
1412   /* The hash table traversals above created the duplicate blocks (and the
1413      statements within the duplicate blocks).  This loop creates PHI nodes for
1414      the duplicated blocks and redirects the incoming edges into BB to reach
1415      the duplicates of BB.  */
1416   redirection_data->traverse <ssa_local_info_t *, ssa_redirect_edges>
1417                             (&local_info);
1418
1419   /* Done with this block.  Clear REDIRECTION_DATA.  */
1420   delete redirection_data;
1421   redirection_data = NULL;
1422
1423   if (noloop_only
1424       && bb == bb->loop_father->header)
1425     set_loop_copy (bb->loop_father, NULL);
1426
1427   BITMAP_FREE (local_info.duplicate_blocks);
1428   local_info.duplicate_blocks = NULL;
1429
1430   /* Indicate to our caller whether or not any jumps were threaded.  */
1431   return local_info.jumps_threaded;
1432 }
1433
1434 /* Wrapper for thread_block_1 so that we can first handle jump
1435    thread paths which do not involve copying joiner blocks, then
1436    handle jump thread paths which have joiner blocks.
1437
1438    By doing things this way we can be as aggressive as possible and
1439    not worry that copying a joiner block will create a jump threading
1440    opportunity.  */
1441
1442 static bool
1443 thread_block (basic_block bb, bool noloop_only)
1444 {
1445   bool retval;
1446   retval = thread_block_1 (bb, noloop_only, false);
1447   retval |= thread_block_1 (bb, noloop_only, true);
1448   return retval;
1449 }
1450
1451 /* Callback for dfs_enumerate_from.  Returns true if BB is different
1452    from STOP and DBDS_CE_STOP.  */
1453
1454 static basic_block dbds_ce_stop;
1455 static bool
1456 dbds_continue_enumeration_p (const_basic_block bb, const void *stop)
1457 {
1458   return (bb != (const_basic_block) stop
1459           && bb != dbds_ce_stop);
1460 }
1461
1462 /* Evaluates the dominance relationship of latch of the LOOP and BB, and
1463    returns the state.  */
1464
1465 enum bb_dom_status
1466 determine_bb_domination_status (struct loop *loop, basic_block bb)
1467 {
1468   basic_block *bblocks;
1469   unsigned nblocks, i;
1470   bool bb_reachable = false;
1471   edge_iterator ei;
1472   edge e;
1473
1474   /* This function assumes BB is a successor of LOOP->header.
1475      If that is not the case return DOMST_NONDOMINATING which
1476      is always safe.  */
1477     {
1478       bool ok = false;
1479
1480       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1481         {
1482           if (e->src == loop->header)
1483             {
1484               ok = true;
1485               break;
1486             }
1487         }
1488
1489       if (!ok)
1490         return DOMST_NONDOMINATING;
1491     }
1492
1493   if (bb == loop->latch)
1494     return DOMST_DOMINATING;
1495
1496   /* Check that BB dominates LOOP->latch, and that it is back-reachable
1497      from it.  */
1498
1499   bblocks = XCNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
1500   dbds_ce_stop = loop->header;
1501   nblocks = dfs_enumerate_from (loop->latch, 1, dbds_continue_enumeration_p,
1502                                 bblocks, loop->num_nodes, bb);
1503   for (i = 0; i < nblocks; i++)
1504     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bblocks[i]->preds)
1505       {
1506         if (e->src == loop->header)
1507           {
1508             free (bblocks);
1509             return DOMST_NONDOMINATING;
1510           }
1511         if (e->src == bb)
1512           bb_reachable = true;
1513       }
1514
1515   free (bblocks);
1516   return (bb_reachable ? DOMST_DOMINATING : DOMST_LOOP_BROKEN);
1517 }
1518
1519 /* Thread jumps through the header of LOOP.  Returns true if cfg changes.
1520    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading from entry edges
1521    to the inside of the loop.  */
1522
1523 static bool
1524 thread_through_loop_header (struct loop *loop, bool may_peel_loop_headers)
1525 {
1526   basic_block header = loop->header;
1527   edge e, tgt_edge, latch = loop_latch_edge (loop);
1528   edge_iterator ei;
1529   basic_block tgt_bb, atgt_bb;
1530   enum bb_dom_status domst;
1531
1532   /* We have already threaded through headers to exits, so all the threading
1533      requests now are to the inside of the loop.  We need to avoid creating
1534      irreducible regions (i.e., loops with more than one entry block), and
1535      also loop with several latch edges, or new subloops of the loop (although
1536      there are cases where it might be appropriate, it is difficult to decide,
1537      and doing it wrongly may confuse other optimizers).
1538
1539      We could handle more general cases here.  However, the intention is to
1540      preserve some information about the loop, which is impossible if its
1541      structure changes significantly, in a way that is not well understood.
1542      Thus we only handle few important special cases, in which also updating
1543      of the loop-carried information should be feasible:
1544
1545      1) Propagation of latch edge to a block that dominates the latch block
1546         of a loop.  This aims to handle the following idiom:
1547
1548         first = 1;
1549         while (1)
1550           {
1551             if (first)
1552               initialize;
1553             first = 0;
1554             body;
1555           }
1556
1557         After threading the latch edge, this becomes
1558
1559         first = 1;
1560         if (first)
1561           initialize;
1562         while (1)
1563           {
1564             first = 0;
1565             body;
1566           }
1567
1568         The original header of the loop is moved out of it, and we may thread
1569         the remaining edges through it without further constraints.
1570
1571      2) All entry edges are propagated to a single basic block that dominates
1572         the latch block of the loop.  This aims to handle the following idiom
1573         (normally created for "for" loops):
1574
1575         i = 0;
1576         while (1)
1577           {
1578             if (i >= 100)
1579               break;
1580             body;
1581             i++;
1582           }
1583
1584         This becomes
1585
1586         i = 0;
1587         while (1)
1588           {
1589             body;
1590             i++;
1591             if (i >= 100)
1592               break;
1593           }
1594      */
1595
1596   /* Threading through the header won't improve the code if the header has just
1597      one successor.  */
1598   if (single_succ_p (header))
1599     goto fail;
1600
1601   if (!may_peel_loop_headers && !redirection_block_p (loop->header))
1602     goto fail;
1603   else
1604     {
1605       tgt_bb = NULL;
1606       tgt_edge = NULL;
1607       FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
1608         {
1609           if (!e->aux)
1610             {
1611               if (e == latch)
1612                 continue;
1613
1614               /* If latch is not threaded, and there is a header
1615                  edge that is not threaded, we would create loop
1616                  with multiple entries.  */
1617               goto fail;
1618             }
1619
1620           vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1621
1622           if ((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
1623             goto fail;
1624           tgt_edge = (*path)[1]->e;
1625           atgt_bb = tgt_edge->dest;
1626           if (!tgt_bb)
1627             tgt_bb = atgt_bb;
1628           /* Two targets of threading would make us create loop
1629              with multiple entries.  */
1630           else if (tgt_bb != atgt_bb)
1631             goto fail;
1632         }
1633
1634       if (!tgt_bb)
1635         {
1636           /* There are no threading requests.  */
1637           return false;
1638         }
1639
1640       /* Redirecting to empty loop latch is useless.  */
1641       if (tgt_bb == loop->latch
1642           && empty_block_p (loop->latch))
1643         goto fail;
1644     }
1645
1646   /* The target block must dominate the loop latch, otherwise we would be
1647      creating a subloop.  */
1648   domst = determine_bb_domination_status (loop, tgt_bb);
1649   if (domst == DOMST_NONDOMINATING)
1650     goto fail;
1651   if (domst == DOMST_LOOP_BROKEN)
1652     {
1653       /* If the loop ceased to exist, mark it as such, and thread through its
1654          original header.  */
1655       mark_loop_for_removal (loop);
1656       return thread_block (header, false);
1657     }
1658
1659   if (tgt_bb->loop_father->header == tgt_bb)
1660     {
1661       /* If the target of the threading is a header of a subloop, we need
1662          to create a preheader for it, so that the headers of the two loops
1663          do not merge.  */
1664       if (EDGE_COUNT (tgt_bb->preds) > 2)
1665         {
1666           tgt_bb = create_preheader (tgt_bb->loop_father, 0);
1667           gcc_assert (tgt_bb != NULL);
1668         }
1669       else
1670         tgt_bb = split_edge (tgt_edge);
1671     }
1672
1673   basic_block new_preheader;
1674
1675   /* Now consider the case entry edges are redirected to the new entry
1676      block.  Remember one entry edge, so that we can find the new
1677      preheader (its destination after threading).  */
1678   FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
1679     {
1680       if (e->aux)
1681         break;
1682     }
1683
1684   /* The duplicate of the header is the new preheader of the loop.  Ensure
1685      that it is placed correctly in the loop hierarchy.  */
1686   set_loop_copy (loop, loop_outer (loop));
1687
1688   thread_block (header, false);
1689   set_loop_copy (loop, NULL);
1690   new_preheader = e->dest;
1691
1692   /* Create the new latch block.  This is always necessary, as the latch
1693      must have only a single successor, but the original header had at
1694      least two successors.  */
1695   loop->latch = NULL;
1696   mfb_kj_edge = single_succ_edge (new_preheader);
1697   loop->header = mfb_kj_edge->dest;
1698   latch = make_forwarder_block (tgt_bb, mfb_keep_just, NULL);
1699   loop->header = latch->dest;
1700   loop->latch = latch->src;
1701   return true;
1702
1703 fail:
1704   /* We failed to thread anything.  Cancel the requests.  */
1705   FOR_EACH_EDGE (e, ei, header->preds)
1706     {
1707       vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1708
1709       if (path)
1710         {
1711           delete_jump_thread_path (path);
1712           e->aux = NULL;
1713         }
1714     }
1715   return false;
1716 }
1717
1718 /* E1 and E2 are edges into the same basic block.  Return TRUE if the
1719    PHI arguments associated with those edges are equal or there are no
1720    PHI arguments, otherwise return FALSE.  */
1721
1722 static bool
1723 phi_args_equal_on_edges (edge e1, edge e2)
1724 {
1725   gphi_iterator gsi;
1726   int indx1 = e1->dest_idx;
1727   int indx2 = e2->dest_idx;
1728
1729   for (gsi = gsi_start_phis (e1->dest); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1730     {
1731       gphi *phi = gsi.phi ();
1732
1733       if (!operand_equal_p (gimple_phi_arg_def (phi, indx1),
1734                             gimple_phi_arg_def (phi, indx2), 0))
1735         return false;
1736     }
1737   return true;
1738 }
1739
1740 /* Return the number of non-debug statements and non-virtual PHIs in a
1741    block.  */
1742
1743 static unsigned int
1744 count_stmts_and_phis_in_block (basic_block bb)
1745 {
1746   unsigned int num_stmts = 0;
1747
1748   gphi_iterator gpi;
1749   for (gpi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (gpi); gsi_next (&gpi))
1750     if (!virtual_operand_p (PHI_RESULT (gpi.phi ())))
1751       num_stmts++;
1752
1753   gimple_stmt_iterator gsi;
1754   for (gsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
1755     {
1756       gimple *stmt = gsi_stmt (gsi);
1757       if (!is_gimple_debug (stmt))
1758         num_stmts++;
1759     }
1760
1761   return num_stmts;
1762 }
1763
1764
1765 /* Walk through the registered jump threads and convert them into a
1766    form convenient for this pass.
1767
1768    Any block which has incoming edges threaded to outgoing edges
1769    will have its entry in THREADED_BLOCK set.
1770
1771    Any threaded edge will have its new outgoing edge stored in the
1772    original edge's AUX field.
1773
1774    This form avoids the need to walk all the edges in the CFG to
1775    discover blocks which need processing and avoids unnecessary
1776    hash table lookups to map from threaded edge to new target.  */
1777
1778 static void
1779 mark_threaded_blocks (bitmap threaded_blocks)
1780 {
1781   unsigned int i;
1782   bitmap_iterator bi;
1783   auto_bitmap tmp;
1784   basic_block bb;
1785   edge e;
1786   edge_iterator ei;
1787
1788   /* It is possible to have jump threads in which one is a subpath
1789      of the other.  ie, (A, B), (B, C), (C, D) where B is a joiner
1790      block and (B, C), (C, D) where no joiner block exists.
1791
1792      When this occurs ignore the jump thread request with the joiner
1793      block.  It's totally subsumed by the simpler jump thread request.
1794
1795      This results in less block copying, simpler CFGs.  More importantly,
1796      when we duplicate the joiner block, B, in this case we will create
1797      a new threading opportunity that we wouldn't be able to optimize
1798      until the next jump threading iteration.
1799
1800      So first convert the jump thread requests which do not require a
1801      joiner block.  */
1802   for (i = 0; i < paths.length (); i++)
1803     {
1804       vec<jump_thread_edge *> *path = paths[i];
1805
1806       if ((*path)[1]->type != EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
1807         {
1808           edge e = (*path)[0]->e;
1809           e->aux = (void *)path;
1810           bitmap_set_bit (tmp, e->dest->index);
1811         }
1812     }
1813
1814   /* Now iterate again, converting cases where we want to thread
1815      through a joiner block, but only if no other edge on the path
1816      already has a jump thread attached to it.  We do this in two passes,
1817      to avoid situations where the order in the paths vec can hide overlapping
1818      threads (the path is recorded on the incoming edge, so we would miss
1819      cases where the second path starts at a downstream edge on the same
1820      path).  First record all joiner paths, deleting any in the unexpected
1821      case where there is already a path for that incoming edge.  */
1822   for (i = 0; i < paths.length ();)
1823     {
1824       vec<jump_thread_edge *> *path = paths[i];
1825
1826       if ((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK)
1827         {
1828           /* Attach the path to the starting edge if none is yet recorded.  */
1829           if ((*path)[0]->e->aux == NULL)
1830             {
1831               (*path)[0]->e->aux = path;
1832               i++;
1833             }
1834           else
1835             {
1836               paths.unordered_remove (i);
1837               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1838                 dump_jump_thread_path (dump_file, *path, false);
1839               delete_jump_thread_path (path);
1840             }
1841         }
1842       else
1843         {
1844           i++;
1845         }
1846     }
1847
1848   /* Second, look for paths that have any other jump thread attached to
1849      them, and either finish converting them or cancel them.  */
1850   for (i = 0; i < paths.length ();)
1851     {
1852       vec<jump_thread_edge *> *path = paths[i];
1853       edge e = (*path)[0]->e;
1854
1855       if ((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK && e->aux == path)
1856         {
1857           unsigned int j;
1858           for (j = 1; j < path->length (); j++)
1859             if ((*path)[j]->e->aux != NULL)
1860               break;
1861
1862           /* If we iterated through the entire path without exiting the loop,
1863              then we are good to go, record it.  */
1864           if (j == path->length ())
1865             {
1866               bitmap_set_bit (tmp, e->dest->index);
1867               i++;
1868             }
1869           else
1870             {
1871               e->aux = NULL;
1872               paths.unordered_remove (i);
1873               if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1874                 dump_jump_thread_path (dump_file, *path, false);
1875               delete_jump_thread_path (path);
1876             }
1877         }
1878       else
1879         {
1880           i++;
1881         }
1882     }
1883
1884   /* When optimizing for size, prune all thread paths where statement
1885      duplication is necessary.
1886
1887      We walk the jump thread path looking for copied blocks.  There's
1888      two types of copied blocks.
1889
1890        EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK is always copied and thus we will
1891        cancel the jump threading request when optimizing for size.
1892
1893        EDGE_COPY_SRC_BLOCK which is copied, but some of its statements
1894        will be killed by threading.  If threading does not kill all of
1895        its statements, then we should cancel the jump threading request
1896        when optimizing for size.  */
1897   if (optimize_function_for_size_p (cfun))
1898     {
1899       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
1900         {
1901           FOR_EACH_EDGE (e, ei, BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i)->preds)
1902             if (e->aux)
1903               {
1904                 vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1905
1906                 unsigned int j;
1907                 for (j = 1; j < path->length (); j++)
1908                   {
1909                     bb = (*path)[j]->e->src;
1910                     if (redirection_block_p (bb))
1911                       ;
1912                     else if ((*path)[j]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK
1913                              || ((*path)[j]->type == EDGE_COPY_SRC_BLOCK
1914                                  && (count_stmts_and_phis_in_block (bb)
1915                                      != estimate_threading_killed_stmts (bb))))
1916                       break;
1917                   }
1918
1919                 if (j != path->length ())
1920                   {
1921                     if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1922                       dump_jump_thread_path (dump_file, *path, 0);
1923                     delete_jump_thread_path (path);
1924                     e->aux = NULL;
1925                   }
1926                 else
1927                   bitmap_set_bit (threaded_blocks, i);
1928               }
1929         }
1930     }
1931   else
1932     bitmap_copy (threaded_blocks, tmp);
1933
1934   /* If we have a joiner block (J) which has two successors S1 and S2 and
1935      we are threading though S1 and the final destination of the thread
1936      is S2, then we must verify that any PHI nodes in S2 have the same
1937      PHI arguments for the edge J->S2 and J->S1->...->S2.
1938
1939      We used to detect this prior to registering the jump thread, but
1940      that prohibits propagation of edge equivalences into non-dominated
1941      PHI nodes as the equivalency test might occur before propagation.
1942
1943      This must also occur after we truncate any jump threading paths
1944      as this scenario may only show up after truncation.
1945
1946      This works for now, but will need improvement as part of the FSA
1947      optimization.
1948
1949      Note since we've moved the thread request data to the edges,
1950      we have to iterate on those rather than the threaded_edges vector.  */
1951   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
1952     {
1953       bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i);
1954       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1955         {
1956           if (e->aux)
1957             {
1958               vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1959               bool have_joiner = ((*path)[1]->type == EDGE_COPY_SRC_JOINER_BLOCK);
1960
1961               if (have_joiner)
1962                 {
1963                   basic_block joiner = e->dest;
1964                   edge final_edge = path->last ()->e;
1965                   basic_block final_dest = final_edge->dest;
1966                   edge e2 = find_edge (joiner, final_dest);
1967
1968                   if (e2 && !phi_args_equal_on_edges (e2, final_edge))
1969                     {
1970                       delete_jump_thread_path (path);
1971                       e->aux = NULL;
1972                     }
1973                 }
1974             }
1975         }
1976     }
1977
1978   /* Look for jump threading paths which cross multiple loop headers.
1979
1980      The code to thread through loop headers will change the CFG in ways
1981      that invalidate the cached loop iteration information.  So we must
1982      detect that case and wipe the cached information.  */
1983   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (tmp, 0, i, bi)
1984     {
1985       basic_block bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, i);
1986       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1987         {
1988           if (e->aux)
1989             {
1990               vec<jump_thread_edge *> *path = THREAD_PATH (e);
1991
1992               for (unsigned int i = 0, crossed_headers = 0;
1993                    i < path->length ();
1994                    i++)
1995                 {
1996                   basic_block dest = (*path)[i]->e->dest;
1997                   basic_block src = (*path)[i]->e->src;
1998                   /* If we enter a loop.  */
1999                   if (flow_loop_nested_p (src->loop_father, dest->loop_father))
2000                     ++crossed_headers;
2001                   /* If we step from a block outside an irreducible region
2002                      to a block inside an irreducible region, then we have
2003                      crossed into a loop.  */
2004                   else if (! (src->flags & BB_IRREDUCIBLE_LOOP)
2005                            && (dest->flags & BB_IRREDUCIBLE_LOOP))
2006                       ++crossed_headers;
2007                   if (crossed_headers > 1)
2008                     {
2009                       vect_free_loop_info_assumptions
2010                         ((*path)[path->length () - 1]->e->dest->loop_father);
2011                       break;
2012                     }
2013                 }
2014             }
2015         }
2016     }
2017 }
2018
2019
2020 /* Verify that the REGION is a valid jump thread.  A jump thread is a special
2021    case of SEME Single Entry Multiple Exits region in which all nodes in the
2022    REGION have exactly one incoming edge.  The only exception is the first block
2023    that may not have been connected to the rest of the cfg yet.  */
2024
2025 DEBUG_FUNCTION void
2026 verify_jump_thread (basic_block *region, unsigned n_region)
2027 {
2028   for (unsigned i = 0; i < n_region; i++)
2029     gcc_assert (EDGE_COUNT (region[i]->preds) <= 1);
2030 }
2031
2032 /* Return true when BB is one of the first N items in BBS.  */
2033
2034 static inline bool
2035 bb_in_bbs (basic_block bb, basic_block *bbs, int n)
2036 {
2037   for (int i = 0; i < n; i++)
2038     if (bb == bbs[i])
2039       return true;
2040
2041   return false;
2042 }
2043
2044 /* Duplicates a jump-thread path of N_REGION basic blocks.
2045    The ENTRY edge is redirected to the duplicate of the region.
2046
2047    Remove the last conditional statement in the last basic block in the REGION,
2048    and create a single fallthru edge pointing to the same destination as the
2049    EXIT edge.
2050
2051    Returns false if it is unable to copy the region, true otherwise.  */
2052
2053 static bool
2054 duplicate_thread_path (edge entry, edge exit, basic_block *region,
2055                        unsigned n_region)
2056 {
2057   unsigned i;
2058   struct loop *loop = entry->dest->loop_father;
2059   edge exit_copy;
2060   edge redirected;
2061   profile_count curr_count;
2062
2063   if (!can_copy_bbs_p (region, n_region))
2064     return false;
2065
2066   /* Some sanity checking.  Note that we do not check for all possible
2067      missuses of the functions.  I.e. if you ask to copy something weird,
2068      it will work, but the state of structures probably will not be
2069      correct.  */
2070   for (i = 0; i < n_region; i++)
2071     {
2072       /* We do not handle subloops, i.e. all the blocks must belong to the
2073          same loop.  */
2074       if (region[i]->loop_father != loop)
2075         return false;
2076     }
2077
2078   initialize_original_copy_tables ();
2079
2080   set_loop_copy (loop, loop);
2081
2082   basic_block *region_copy = XNEWVEC (basic_block, n_region);
2083   copy_bbs (region, n_region, region_copy, &exit, 1, &exit_copy, loop,
2084             split_edge_bb_loc (entry), false);
2085
2086   /* Fix up: copy_bbs redirects all edges pointing to copied blocks.  The
2087      following code ensures that all the edges exiting the jump-thread path are
2088      redirected back to the original code: these edges are exceptions
2089      invalidating the property that is propagated by executing all the blocks of
2090      the jump-thread path in order.  */
2091
2092   curr_count = entry->count ();
2093
2094   for (i = 0; i < n_region; i++)
2095     {
2096       edge e;
2097       edge_iterator ei;
2098       basic_block bb = region_copy[i];
2099
2100       /* Watch inconsistent profile.  */
2101       if (curr_count > region[i]->count)
2102         curr_count = region[i]->count;
2103       /* Scale current BB.  */
2104       if (region[i]->count.nonzero_p () && curr_count.initialized_p ())
2105         {
2106           /* In the middle of the path we only scale the frequencies.
2107              In last BB we need to update probabilities of outgoing edges
2108              because we know which one is taken at the threaded path.  */
2109           if (i + 1 != n_region)
2110             scale_bbs_frequencies_profile_count (region + i, 1,
2111                                                  region[i]->count - curr_count,
2112                                                  region[i]->count);
2113           else
2114             update_bb_profile_for_threading (region[i],
2115                                              curr_count,
2116                                              exit);
2117           scale_bbs_frequencies_profile_count (region_copy + i, 1, curr_count,
2118                                                region_copy[i]->count);
2119         }
2120
2121       if (single_succ_p (bb))
2122         {
2123           /* Make sure the successor is the next node in the path.  */
2124           gcc_assert (i + 1 == n_region
2125                       || region_copy[i + 1] == single_succ_edge (bb)->dest);
2126           if (i + 1 != n_region)
2127             {
2128               curr_count = single_succ_edge (bb)->count ();
2129             }
2130           continue;
2131         }
2132
2133       /* Special case the last block on the path: make sure that it does not
2134          jump back on the copied path, including back to itself.  */
2135       if (i + 1 == n_region)
2136         {
2137           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2138             if (bb_in_bbs (e->dest, region_copy, n_region))
2139               {
2140                 basic_block orig = get_bb_original (e->dest);
2141                 if (orig)
2142                   redirect_edge_and_branch_force (e, orig);
2143               }
2144           continue;
2145         }
2146
2147       /* Redirect all other edges jumping to non-adjacent blocks back to the
2148          original code.  */
2149       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2150         if (region_copy[i + 1] != e->dest)
2151           {
2152             basic_block orig = get_bb_original (e->dest);
2153             if (orig)
2154               redirect_edge_and_branch_force (e, orig);
2155           }
2156         else
2157           {
2158             curr_count = e->count ();
2159           }
2160     }
2161
2162
2163   if (flag_checking)
2164     verify_jump_thread (region_copy, n_region);
2165
2166   /* Remove the last branch in the jump thread path.  */
2167   remove_ctrl_stmt_and_useless_edges (region_copy[n_region - 1], exit->dest);
2168
2169   /* And fixup the flags on the single remaining edge.  */
2170   edge fix_e = find_edge (region_copy[n_region - 1], exit->dest);
2171   fix_e->flags &= ~(EDGE_TRUE_VALUE | EDGE_FALSE_VALUE | EDGE_ABNORMAL);
2172   fix_e->flags |= EDGE_FALLTHRU;
2173
2174   edge e = make_edge (region_copy[n_region - 1], exit->dest, EDGE_FALLTHRU);
2175
2176   if (e)
2177     {
2178       rescan_loop_exit (e, true, false);
2179       e->probability = profile_probability::always ();
2180     }
2181
2182   /* Redirect the entry and add the phi node arguments.  */
2183   if (entry->dest == loop->header)
2184     mark_loop_for_removal (loop);
2185   redirected = redirect_edge_and_branch (entry, get_bb_copy (entry->dest));
2186   gcc_assert (redirected != NULL);
2187   flush_pending_stmts (entry);
2188
2189   /* Add the other PHI node arguments.  */
2190   add_phi_args_after_copy (region_copy, n_region, NULL);
2191
2192   free (region_copy);
2193
2194   free_original_copy_tables ();
2195   return true;
2196 }
2197
2198 /* Return true when PATH is a valid jump-thread path.  */
2199
2200 static bool
2201 valid_jump_thread_path (vec<jump_thread_edge *> *path)
2202 {
2203   unsigned len = path->length ();
2204
2205   /* Check that the path is connected.  */
2206   for (unsigned int j = 0; j < len - 1; j++)
2207     {
2208       edge e = (*path)[j]->e;
2209       if (e->dest != (*path)[j+1]->e->src)
2210         return false;
2211     }
2212   return true;
2213 }
2214
2215 /* Remove any queued jump threads that include edge E.
2216
2217    We don't actually remove them here, just record the edges into ax
2218    hash table.  That way we can do the search once per iteration of
2219    DOM/VRP rather than for every case where DOM optimizes away a COND_EXPR.  */
2220
2221 void
2222 remove_jump_threads_including (edge_def *e)
2223 {
2224   if (!paths.exists ())
2225     return;
2226
2227   if (!removed_edges)
2228     removed_edges = new hash_table<struct removed_edges> (17);
2229
2230   edge *slot = removed_edges->find_slot (e, INSERT);
2231   *slot = e;
2232 }
2233
2234 /* Walk through all blocks and thread incoming edges to the appropriate
2235    outgoing edge for each edge pair recorded in THREADED_EDGES.
2236
2237    It is the caller's responsibility to fix the dominance information
2238    and rewrite duplicated SSA_NAMEs back into SSA form.
2239
2240    If MAY_PEEL_LOOP_HEADERS is false, we avoid threading edges through
2241    loop headers if it does not simplify the loop.
2242
2243    Returns true if one or more edges were threaded, false otherwise.  */
2244
2245 bool
2246 thread_through_all_blocks (bool may_peel_loop_headers)
2247 {
2248   bool retval = false;
2249   unsigned int i;
2250   struct loop *loop;
2251   auto_bitmap threaded_blocks;
2252
2253   if (!paths.exists ())
2254     {
2255       retval = false;
2256       goto out;
2257     }
2258
2259   memset (&thread_stats, 0, sizeof (thread_stats));
2260
2261   /* Remove any paths that referenced removed edges.  */
2262   if (removed_edges)
2263     for (i = 0; i < paths.length (); )
2264       {
2265         unsigned int j;
2266         vec<jump_thread_edge *> *path = paths[i];
2267
2268         for (j = 0; j < path->length (); j++)
2269           {
2270             edge e = (*path)[j]->e;
2271             if (removed_edges->find_slot (e, NO_INSERT))
2272               break;
2273           }
2274
2275         if (j != path->length ())
2276           {
2277             delete_jump_thread_path (path);
2278             paths.unordered_remove (i);
2279             continue;
2280           }
2281         i++;
2282       }
2283
2284   /* Jump-thread all FSM threads before other jump-threads.  */
2285   for (i = 0; i < paths.length ();)
2286     {
2287       vec<jump_thread_edge *> *path = paths[i];
2288       edge entry = (*path)[0]->e;
2289
2290       /* Only code-generate FSM jump-threads in this loop.  */
2291       if ((*path)[0]->type != EDGE_FSM_THREAD)
2292         {
2293           i++;
2294           continue;
2295         }
2296
2297       /* Do not jump-thread twice from the same block.  */
2298       if (bitmap_bit_p (threaded_blocks, entry->src->index)
2299           /* We may not want to realize this jump thread path
2300              for various reasons.  So check it first.  */
2301           || !valid_jump_thread_path (path))
2302         {
2303           /* Remove invalid FSM jump-thread paths.  */
2304           delete_jump_thread_path (path);
2305           paths.unordered_remove (i);
2306           continue;
2307         }
2308
2309       unsigned len = path->length ();
2310       edge exit = (*path)[len - 1]->e;
2311       basic_block *region = XNEWVEC (basic_block, len - 1);
2312
2313       for (unsigned int j = 0; j < len - 1; j++)
2314         region[j] = (*path)[j]->e->dest;
2315
2316       if (duplicate_thread_path (entry, exit, region, len - 1))
2317         {
2318           /* We do not update dominance info.  */
2319           free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2320           bitmap_set_bit (threaded_blocks, entry->src->index);
2321           retval = true;
2322           thread_stats.num_threaded_edges++;
2323         }
2324
2325       delete_jump_thread_path (path);
2326       paths.unordered_remove (i);
2327       free (region);
2328     }
2329
2330   /* Remove from PATHS all the jump-threads starting with an edge already
2331      jump-threaded.  */
2332   for (i = 0; i < paths.length ();)
2333     {
2334       vec<jump_thread_edge *> *path = paths[i];
2335       edge entry = (*path)[0]->e;
2336
2337       /* Do not jump-thread twice from the same block.  */
2338       if (bitmap_bit_p (threaded_blocks, entry->src->index))
2339         {
2340           delete_jump_thread_path (path);
2341           paths.unordered_remove (i);
2342         }
2343       else
2344         i++;
2345     }
2346
2347   bitmap_clear (threaded_blocks);
2348
2349   mark_threaded_blocks (threaded_blocks);
2350
2351   initialize_original_copy_tables ();
2352
2353   /* The order in which we process jump threads can be important.
2354
2355      Consider if we have two jump threading paths A and B.  If the
2356      target edge of A is the starting edge of B and we thread path A
2357      first, then we create an additional incoming edge into B->dest that
2358      we can not discover as a jump threading path on this iteration.
2359
2360      If we instead thread B first, then the edge into B->dest will have
2361      already been redirected before we process path A and path A will
2362      natually, with no further work, target the redirected path for B.
2363
2364      An post-order is sufficient here.  Compute the ordering first, then
2365      process the blocks.  */
2366   if (!bitmap_empty_p (threaded_blocks))
2367     {
2368       int *postorder = XNEWVEC (int, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
2369       unsigned int postorder_num = post_order_compute (postorder, false, false);
2370       for (unsigned int i = 0; i < postorder_num; i++)
2371         {
2372           unsigned int indx = postorder[i];
2373           if (bitmap_bit_p (threaded_blocks, indx))
2374             {
2375               basic_block bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, indx);
2376               retval |= thread_block (bb, true);
2377             }
2378         }
2379       free (postorder);
2380     }
2381
2382   /* Then perform the threading through loop headers.  We start with the
2383      innermost loop, so that the changes in cfg we perform won't affect
2384      further threading.  */
2385   FOR_EACH_LOOP (loop, LI_FROM_INNERMOST)
2386     {
2387       if (!loop->header
2388           || !bitmap_bit_p (threaded_blocks, loop->header->index))
2389         continue;
2390
2391       retval |= thread_through_loop_header (loop, may_peel_loop_headers);
2392     }
2393
2394   /* All jump threading paths should have been resolved at this
2395      point.  Verify that is the case.  */
2396   basic_block bb;
2397   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2398     {
2399       edge_iterator ei;
2400       edge e;
2401       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
2402         gcc_assert (e->aux == NULL);
2403     }
2404
2405   statistics_counter_event (cfun, "Jumps threaded",
2406                             thread_stats.num_threaded_edges);
2407
2408   free_original_copy_tables ();
2409
2410   paths.release ();
2411
2412   if (retval)
2413     loops_state_set (LOOPS_NEED_FIXUP);
2414
2415  out:
2416   delete removed_edges;
2417   removed_edges = NULL;
2418   return retval;
2419 }
2420
2421 /* Delete the jump threading path PATH.  We have to explicitly delete
2422    each entry in the vector, then the container.  */
2423
2424 void
2425 delete_jump_thread_path (vec<jump_thread_edge *> *path)
2426 {
2427   for (unsigned int i = 0; i < path->length (); i++)
2428     delete (*path)[i];
2429   path->release();
2430   delete path;
2431 }
2432
2433 /* Register a jump threading opportunity.  We queue up all the jump
2434    threading opportunities discovered by a pass and update the CFG
2435    and SSA form all at once.
2436
2437    E is the edge we can thread, E2 is the new target edge, i.e., we
2438    are effectively recording that E->dest can be changed to E2->dest
2439    after fixing the SSA graph.  */
2440
2441 void
2442 register_jump_thread (vec<jump_thread_edge *> *path)
2443 {
2444   if (!dbg_cnt (registered_jump_thread))
2445     {
2446       delete_jump_thread_path (path);
2447       return;
2448     }
2449
2450   /* First make sure there are no NULL outgoing edges on the jump threading
2451      path.  That can happen for jumping to a constant address.  */
2452   for (unsigned int i = 0; i < path->length (); i++)
2453     {
2454       if ((*path)[i]->e == NULL)
2455         {
2456           if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2457             {
2458               fprintf (dump_file,
2459                        "Found NULL edge in jump threading path.  Cancelling jump thread:\n");
2460               dump_jump_thread_path (dump_file, *path, false);
2461             }
2462
2463           delete_jump_thread_path (path);
2464           return;
2465         }
2466
2467       /* Only the FSM threader is allowed to thread across
2468          backedges in the CFG.  */
2469       if (flag_checking
2470           && (*path)[0]->type != EDGE_FSM_THREAD)
2471         gcc_assert (((*path)[i]->e->flags & EDGE_DFS_BACK) == 0);
2472     }
2473
2474   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2475     dump_jump_thread_path (dump_file, *path, true);
2476
2477   if (!paths.exists ())
2478     paths.create (5);
2479
2480   paths.safe_push (path);
2481 }
2482
2483 /* Return how many uses of T there are within BB, as long as there
2484    aren't any uses outside BB.  If there are any uses outside BB,
2485    return -1 if there's at most one use within BB, or -2 if there is
2486    more than one use within BB.  */
2487
2488 static int
2489 uses_in_bb (tree t, basic_block bb)
2490 {
2491   int uses = 0;
2492   bool outside_bb = false;
2493
2494   imm_use_iterator iter;
2495   use_operand_p use_p;
2496   FOR_EACH_IMM_USE_FAST (use_p, iter, t)
2497     {
2498       if (is_gimple_debug (USE_STMT (use_p)))
2499         continue;
2500
2501       if (gimple_bb (USE_STMT (use_p)) != bb)
2502         outside_bb = true;
2503       else
2504         uses++;
2505
2506       if (outside_bb && uses > 1)
2507         return -2;
2508     }
2509
2510   if (outside_bb)
2511     return -1;
2512
2513   return uses;
2514 }
2515
2516 /* Starting from the final control flow stmt in BB, assuming it will
2517    be removed, follow uses in to-be-removed stmts back to their defs
2518    and count how many defs are to become dead and be removed as
2519    well.  */
2520
2521 unsigned int
2522 estimate_threading_killed_stmts (basic_block bb)
2523 {
2524   int killed_stmts = 0;
2525   hash_map<tree, int> ssa_remaining_uses;
2526   auto_vec<gimple *, 4> dead_worklist;
2527
2528   /* If the block has only two predecessors, threading will turn phi
2529      dsts into either src, so count them as dead stmts.  */
2530   bool drop_all_phis = EDGE_COUNT (bb->preds) == 2;
2531
2532   if (drop_all_phis)
2533     for (gphi_iterator gsi = gsi_start_phis (bb);
2534          !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
2535       {
2536         gphi *phi = gsi.phi ();
2537         tree dst = gimple_phi_result (phi);
2538
2539         /* We don't count virtual PHIs as stmts in
2540            record_temporary_equivalences_from_phis.  */
2541         if (virtual_operand_p (dst))
2542           continue;
2543
2544         killed_stmts++;
2545       }
2546
2547   if (gsi_end_p (gsi_last_bb (bb)))
2548     return killed_stmts;
2549
2550   gimple *stmt = gsi_stmt (gsi_last_bb (bb));
2551   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_COND
2552       && gimple_code (stmt) != GIMPLE_GOTO
2553       && gimple_code (stmt) != GIMPLE_SWITCH)
2554     return killed_stmts;
2555
2556   /* The control statement is always dead.  */
2557   killed_stmts++;
2558   dead_worklist.quick_push (stmt);
2559   while (!dead_worklist.is_empty ())
2560     {
2561       stmt = dead_worklist.pop ();
2562
2563       ssa_op_iter iter;
2564       use_operand_p use_p;
2565       FOR_EACH_SSA_USE_OPERAND (use_p, stmt, iter, SSA_OP_USE)
2566         {
2567           tree t = USE_FROM_PTR (use_p);
2568           gimple *def = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
2569
2570           if (gimple_bb (def) == bb
2571               && (gimple_code (def) != GIMPLE_PHI
2572                   || !drop_all_phis)
2573               && !gimple_has_side_effects (def))
2574             {
2575               int *usesp = ssa_remaining_uses.get (t);
2576               int uses;
2577
2578               if (usesp)
2579                 uses = *usesp;
2580               else
2581                 uses = uses_in_bb (t, bb);
2582
2583               gcc_assert (uses);
2584
2585               /* Don't bother recording the expected use count if we
2586                  won't find any further uses within BB.  */
2587               if (!usesp && (uses < -1 || uses > 1))
2588                 {
2589                   usesp = &ssa_remaining_uses.get_or_insert (t);
2590                   *usesp = uses;
2591                 }
2592
2593               if (uses < 0)
2594                 continue;
2595
2596               --uses;
2597               if (usesp)
2598                 *usesp = uses;
2599
2600               if (!uses)
2601                 {
2602                   killed_stmts++;
2603                   if (usesp)
2604                     ssa_remaining_uses.remove (t);
2605                   if (gimple_code (def) != GIMPLE_PHI)
2606                     dead_worklist.safe_push (def);
2607                 }
2608             }
2609         }
2610     }
2611
2612   if (dump_file)
2613     fprintf (dump_file, "threading bb %i kills %i stmts\n",
2614              bb->index, killed_stmts);
2615
2616   return killed_stmts;
2617 }