Import gcc-4.7.2 to new vendor branch
[dragonfly.git] / contrib / gcc-4.7 / gcc / tree-ssa-uncprop.c
1 /* Routines for discovering and unpropagating edge equivalences.
2    Copyright (C) 2005, 2007, 2008, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
10 any later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "flags.h"
27 #include "tm_p.h"
28 #include "basic-block.h"
29 #include "output.h"
30 #include "function.h"
31 #include "timevar.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "tree-flow.h"
34 #include "domwalk.h"
35 #include "tree-pass.h"
36 #include "tree-ssa-propagate.h"
37 #include "langhooks.h"
38
39 /* The basic structure describing an equivalency created by traversing
40    an edge.  Traversing the edge effectively means that we can assume
41    that we've seen an assignment LHS = RHS.  */
42 struct edge_equivalency
43 {
44   tree rhs;
45   tree lhs;
46 };
47
48 /* This routine finds and records edge equivalences for every edge
49    in the CFG.
50
51    When complete, each edge that creates an equivalency will have an
52    EDGE_EQUIVALENCY structure hanging off the edge's AUX field.
53    The caller is responsible for freeing the AUX fields.  */
54
55 static void
56 associate_equivalences_with_edges (void)
57 {
58   basic_block bb;
59
60   /* Walk over each block.  If the block ends with a control statement,
61      then it might create a useful equivalence.  */
62   FOR_EACH_BB (bb)
63     {
64       gimple_stmt_iterator gsi = gsi_last_bb (bb);
65       gimple stmt;
66
67       /* If the block does not end with a COND_EXPR or SWITCH_EXPR
68          then there is nothing to do.  */
69       if (gsi_end_p (gsi))
70         continue;
71
72       stmt = gsi_stmt (gsi);
73
74       if (!stmt)
75         continue;
76
77       /* A COND_EXPR may create an equivalency in a variety of different
78          ways.  */
79       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
80         {
81           edge true_edge;
82           edge false_edge;
83           struct edge_equivalency *equivalency;
84           enum tree_code code = gimple_cond_code (stmt);
85
86           extract_true_false_edges_from_block (bb, &true_edge, &false_edge);
87
88           /* Equality tests may create one or two equivalences.  */
89           if (code == EQ_EXPR || code == NE_EXPR)
90             {
91               tree op0 = gimple_cond_lhs (stmt);
92               tree op1 = gimple_cond_rhs (stmt);
93
94               /* Special case comparing booleans against a constant as we
95                  know the value of OP0 on both arms of the branch.  i.e., we
96                  can record an equivalence for OP0 rather than COND.  */
97               if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
98                   && !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op0)
99                   && TREE_CODE (TREE_TYPE (op0)) == BOOLEAN_TYPE
100                   && is_gimple_min_invariant (op1))
101                 {
102                   if (code == EQ_EXPR)
103                     {
104                       equivalency = XNEW (struct edge_equivalency);
105                       equivalency->lhs = op0;
106                       equivalency->rhs = (integer_zerop (op1)
107                                           ? boolean_false_node
108                                           : boolean_true_node);
109                       true_edge->aux = equivalency;
110
111                       equivalency = XNEW (struct edge_equivalency);
112                       equivalency->lhs = op0;
113                       equivalency->rhs = (integer_zerop (op1)
114                                           ? boolean_true_node
115                                           : boolean_false_node);
116                       false_edge->aux = equivalency;
117                     }
118                   else
119                     {
120                       equivalency = XNEW (struct edge_equivalency);
121                       equivalency->lhs = op0;
122                       equivalency->rhs = (integer_zerop (op1)
123                                           ? boolean_true_node
124                                           : boolean_false_node);
125                       true_edge->aux = equivalency;
126
127                       equivalency = XNEW (struct edge_equivalency);
128                       equivalency->lhs = op0;
129                       equivalency->rhs = (integer_zerop (op1)
130                                           ? boolean_false_node
131                                           : boolean_true_node);
132                       false_edge->aux = equivalency;
133                     }
134                 }
135
136               else if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
137                        && !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op0)
138                        && (is_gimple_min_invariant (op1)
139                            || (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
140                                && !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (op1))))
141                 {
142                   /* For IEEE, -0.0 == 0.0, so we don't necessarily know
143                      the sign of a variable compared against zero.  If
144                      we're honoring signed zeros, then we cannot record
145                      this value unless we know that the value is nonzero.  */
146                   if (HONOR_SIGNED_ZEROS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0)))
147                       && (TREE_CODE (op1) != REAL_CST
148                           || REAL_VALUES_EQUAL (dconst0, TREE_REAL_CST (op1))))
149                     continue;
150
151                   equivalency = XNEW (struct edge_equivalency);
152                   equivalency->lhs = op0;
153                   equivalency->rhs = op1;
154                   if (code == EQ_EXPR)
155                     true_edge->aux = equivalency;
156                   else
157                     false_edge->aux = equivalency;
158
159                 }
160             }
161
162           /* ??? TRUTH_NOT_EXPR can create an equivalence too.  */
163         }
164
165       /* For a SWITCH_EXPR, a case label which represents a single
166          value and which is the only case label which reaches the
167          target block creates an equivalence.  */
168       else if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_SWITCH)
169         {
170           tree cond = gimple_switch_index (stmt);
171
172           if (TREE_CODE (cond) == SSA_NAME
173               && !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (cond))
174             {
175               int i, n_labels = gimple_switch_num_labels (stmt);
176               tree *info = XCNEWVEC (tree, last_basic_block);
177
178               /* Walk over the case label vector.  Record blocks
179                  which are reached by a single case label which represents
180                  a single value.  */
181               for (i = 0; i < n_labels; i++)
182                 {
183                   tree label = gimple_switch_label (stmt, i);
184                   basic_block bb = label_to_block (CASE_LABEL (label));
185
186                   if (CASE_HIGH (label)
187                       || !CASE_LOW (label)
188                       || info[bb->index])
189                     info[bb->index] = error_mark_node;
190                   else
191                     info[bb->index] = label;
192                 }
193
194               /* Now walk over the blocks to determine which ones were
195                  marked as being reached by a useful case label.  */
196               for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
197                 {
198                   tree node = info[i];
199
200                   if (node != NULL
201                       && node != error_mark_node)
202                     {
203                       tree x = fold_convert (TREE_TYPE (cond), CASE_LOW (node));
204                       struct edge_equivalency *equivalency;
205
206                       /* Record an equivalency on the edge from BB to basic
207                          block I.  */
208                       equivalency = XNEW (struct edge_equivalency);
209                       equivalency->rhs = x;
210                       equivalency->lhs = cond;
211                       find_edge (bb, BASIC_BLOCK (i))->aux = equivalency;
212                     }
213                 }
214               free (info);
215             }
216         }
217
218     }
219 }
220
221
222 /* Translating out of SSA sometimes requires inserting copies and
223    constant initializations on edges to eliminate PHI nodes.
224
225    In some cases those copies and constant initializations are
226    redundant because the target already has the value on the
227    RHS of the assignment.
228
229    We previously tried to catch these cases after translating
230    out of SSA form.  However, that code often missed cases.  Worse
231    yet, the cases it missed were also often missed by the RTL
232    optimizers.  Thus the resulting code had redundant instructions.
233
234    This pass attempts to detect these situations before translating
235    out of SSA form.
236
237    The key concept that this pass is built upon is that these
238    redundant copies and constant initializations often occur
239    due to constant/copy propagating equivalences resulting from
240    COND_EXPRs and SWITCH_EXPRs.
241
242    We want to do those propagations as they can sometimes allow
243    the SSA optimizers to do a better job.  However, in the cases
244    where such propagations do not result in further optimization,
245    we would like to "undo" the propagation to avoid the redundant
246    copies and constant initializations.
247
248    This pass works by first associating equivalences with edges in
249    the CFG.  For example, the edge leading from a SWITCH_EXPR to
250    its associated CASE_LABEL will have an equivalency between
251    SWITCH_COND and the value in the case label.
252
253    Once we have found the edge equivalences, we proceed to walk
254    the CFG in dominator order.  As we traverse edges we record
255    equivalences associated with those edges we traverse.
256
257    When we encounter a PHI node, we walk its arguments to see if we
258    have an equivalence for the PHI argument.  If so, then we replace
259    the argument.
260
261    Equivalences are looked up based on their value (think of it as
262    the RHS of an assignment).   A value may be an SSA_NAME or an
263    invariant.  We may have several SSA_NAMEs with the same value,
264    so with each value we have a list of SSA_NAMEs that have the
265    same value.  */
266
267 /* As we enter each block we record the value for any edge equivalency
268    leading to this block.  If no such edge equivalency exists, then we
269    record NULL.  These equivalences are live until we leave the dominator
270    subtree rooted at the block where we record the equivalency.  */
271 static VEC(tree,heap) *equiv_stack;
272
273 /* Global hash table implementing a mapping from invariant values
274    to a list of SSA_NAMEs which have the same value.  We might be
275    able to reuse tree-vn for this code.  */
276 static htab_t equiv;
277
278 /* Main structure for recording equivalences into our hash table.  */
279 struct equiv_hash_elt
280 {
281   /* The value/key of this entry.  */
282   tree value;
283
284   /* List of SSA_NAMEs which have the same value/key.  */
285   VEC(tree,heap) *equivalences;
286 };
287
288 static void uncprop_enter_block (struct dom_walk_data *, basic_block);
289 static void uncprop_leave_block (struct dom_walk_data *, basic_block);
290 static void uncprop_into_successor_phis (basic_block);
291
292 /* Hashing and equality routines for the hash table.  */
293
294 static hashval_t
295 equiv_hash (const void *p)
296 {
297   tree const value = ((const struct equiv_hash_elt *)p)->value;
298   return iterative_hash_expr (value, 0);
299 }
300
301 static int
302 equiv_eq (const void *p1, const void *p2)
303 {
304   tree value1 = ((const struct equiv_hash_elt *)p1)->value;
305   tree value2 = ((const struct equiv_hash_elt *)p2)->value;
306
307   return operand_equal_p (value1, value2, 0);
308 }
309
310 /* Free an instance of equiv_hash_elt.  */
311
312 static void
313 equiv_free (void *p)
314 {
315   struct equiv_hash_elt *elt = (struct equiv_hash_elt *) p;
316   VEC_free (tree, heap, elt->equivalences);
317   free (elt);
318 }
319
320 /* Remove the most recently recorded equivalency for VALUE.  */
321
322 static void
323 remove_equivalence (tree value)
324 {
325   struct equiv_hash_elt equiv_hash_elt, *equiv_hash_elt_p;
326   void **slot;
327
328   equiv_hash_elt.value = value;
329   equiv_hash_elt.equivalences = NULL;
330
331   slot = htab_find_slot (equiv, &equiv_hash_elt, NO_INSERT);
332
333   equiv_hash_elt_p = (struct equiv_hash_elt *) *slot;
334   VEC_pop (tree, equiv_hash_elt_p->equivalences);
335 }
336
337 /* Record EQUIVALENCE = VALUE into our hash table.  */
338
339 static void
340 record_equiv (tree value, tree equivalence)
341 {
342   struct equiv_hash_elt *equiv_hash_elt;
343   void **slot;
344
345   equiv_hash_elt = XNEW (struct equiv_hash_elt);
346   equiv_hash_elt->value = value;
347   equiv_hash_elt->equivalences = NULL;
348
349   slot = htab_find_slot (equiv, equiv_hash_elt, INSERT);
350
351   if (*slot == NULL)
352     *slot = (void *) equiv_hash_elt;
353   else
354      free (equiv_hash_elt);
355
356   equiv_hash_elt = (struct equiv_hash_elt *) *slot;
357
358   VEC_safe_push (tree, heap, equiv_hash_elt->equivalences, equivalence);
359 }
360
361 /* Main driver for un-cprop.  */
362
363 static unsigned int
364 tree_ssa_uncprop (void)
365 {
366   struct dom_walk_data walk_data;
367   basic_block bb;
368
369   associate_equivalences_with_edges ();
370
371   /* Create our global data structures.  */
372   equiv = htab_create (1024, equiv_hash, equiv_eq, equiv_free);
373   equiv_stack = VEC_alloc (tree, heap, 2);
374
375   /* We're going to do a dominator walk, so ensure that we have
376      dominance information.  */
377   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
378
379   /* Setup callbacks for the generic dominator tree walker.  */
380   walk_data.dom_direction = CDI_DOMINATORS;
381   walk_data.initialize_block_local_data = NULL;
382   walk_data.before_dom_children = uncprop_enter_block;
383   walk_data.after_dom_children = uncprop_leave_block;
384   walk_data.global_data = NULL;
385   walk_data.block_local_data_size = 0;
386
387   /* Now initialize the dominator walker.  */
388   init_walk_dominator_tree (&walk_data);
389
390   /* Recursively walk the dominator tree undoing unprofitable
391      constant/copy propagations.  */
392   walk_dominator_tree (&walk_data, ENTRY_BLOCK_PTR);
393
394   /* Finalize and clean up.  */
395   fini_walk_dominator_tree (&walk_data);
396
397   /* EQUIV_STACK should already be empty at this point, so we just
398      need to empty elements out of the hash table, free EQUIV_STACK,
399      and cleanup the AUX field on the edges.  */
400   htab_delete (equiv);
401   VEC_free (tree, heap, equiv_stack);
402   FOR_EACH_BB (bb)
403     {
404       edge e;
405       edge_iterator ei;
406
407       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
408         {
409           if (e->aux)
410             {
411               free (e->aux);
412               e->aux = NULL;
413             }
414         }
415     }
416   return 0;
417 }
418
419
420 /* We have finished processing the dominator children of BB, perform
421    any finalization actions in preparation for leaving this node in
422    the dominator tree.  */
423
424 static void
425 uncprop_leave_block (struct dom_walk_data *walk_data ATTRIBUTE_UNUSED,
426                      basic_block bb ATTRIBUTE_UNUSED)
427 {
428   /* Pop the topmost value off the equiv stack.  */
429   tree value = VEC_pop (tree, equiv_stack);
430
431   /* If that value was non-null, then pop the topmost equivalency off
432      its equivalency stack.  */
433   if (value != NULL)
434     remove_equivalence (value);
435 }
436
437 /* Unpropagate values from PHI nodes in successor blocks of BB.  */
438
439 static void
440 uncprop_into_successor_phis (basic_block bb)
441 {
442   edge e;
443   edge_iterator ei;
444
445   /* For each successor edge, first temporarily record any equivalence
446      on that edge.  Then unpropagate values in any PHI nodes at the
447      destination of the edge.  Then remove the temporary equivalence.  */
448   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
449     {
450       gimple_seq phis = phi_nodes (e->dest);
451       gimple_stmt_iterator gsi;
452
453       /* If there are no PHI nodes in this destination, then there is
454          no sense in recording any equivalences.  */
455       if (gimple_seq_empty_p (phis))
456         continue;
457
458       /* Record any equivalency associated with E.  */
459       if (e->aux)
460         {
461           struct edge_equivalency *equiv = (struct edge_equivalency *) e->aux;
462           record_equiv (equiv->rhs, equiv->lhs);
463         }
464
465       /* Walk over the PHI nodes, unpropagating values.  */
466       for (gsi = gsi_start (phis) ; !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
467         {
468           gimple phi = gsi_stmt (gsi);
469           tree arg = PHI_ARG_DEF (phi, e->dest_idx);
470           struct equiv_hash_elt equiv_hash_elt;
471           void **slot;
472
473           /* If the argument is not an invariant, or refers to the same
474              underlying variable as the PHI result, then there's no
475              point in un-propagating the argument.  */
476           if (!is_gimple_min_invariant (arg)
477               && SSA_NAME_VAR (arg) != SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)))
478             continue;
479
480           /* Lookup this argument's value in the hash table.  */
481           equiv_hash_elt.value = arg;
482           equiv_hash_elt.equivalences = NULL;
483           slot = htab_find_slot (equiv, &equiv_hash_elt, NO_INSERT);
484
485           if (slot)
486             {
487               struct equiv_hash_elt *elt = (struct equiv_hash_elt *) *slot;
488               int j;
489
490               /* Walk every equivalence with the same value.  If we find
491                  one with the same underlying variable as the PHI result,
492                  then replace the value in the argument with its equivalent
493                  SSA_NAME.  Use the most recent equivalence as hopefully
494                  that results in shortest lifetimes.  */
495               for (j = VEC_length (tree, elt->equivalences) - 1; j >= 0; j--)
496                 {
497                   tree equiv = VEC_index (tree, elt->equivalences, j);
498
499                   if (SSA_NAME_VAR (equiv) == SSA_NAME_VAR (PHI_RESULT (phi)))
500                     {
501                       SET_PHI_ARG_DEF (phi, e->dest_idx, equiv);
502                       break;
503                     }
504                 }
505             }
506         }
507
508       /* If we had an equivalence associated with this edge, remove it.  */
509       if (e->aux)
510         {
511           struct edge_equivalency *equiv = (struct edge_equivalency *) e->aux;
512           remove_equivalence (equiv->rhs);
513         }
514     }
515 }
516
517 /* Ignoring loop backedges, if BB has precisely one incoming edge then
518    return that edge.  Otherwise return NULL.  */
519 static edge
520 single_incoming_edge_ignoring_loop_edges (basic_block bb)
521 {
522   edge retval = NULL;
523   edge e;
524   edge_iterator ei;
525
526   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
527     {
528       /* A loop back edge can be identified by the destination of
529          the edge dominating the source of the edge.  */
530       if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, e->src, e->dest))
531         continue;
532
533       /* If we have already seen a non-loop edge, then we must have
534          multiple incoming non-loop edges and thus we return NULL.  */
535       if (retval)
536         return NULL;
537
538       /* This is the first non-loop incoming edge we have found.  Record
539          it.  */
540       retval = e;
541     }
542
543   return retval;
544 }
545
546 static void
547 uncprop_enter_block (struct dom_walk_data *walk_data ATTRIBUTE_UNUSED,
548                      basic_block bb)
549 {
550   basic_block parent;
551   edge e;
552   bool recorded = false;
553
554   /* If this block is dominated by a single incoming edge and that edge
555      has an equivalency, then record the equivalency and push the
556      VALUE onto EQUIV_STACK.  Else push a NULL entry on EQUIV_STACK.  */
557   parent = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb);
558   if (parent)
559     {
560       e = single_incoming_edge_ignoring_loop_edges (bb);
561
562       if (e && e->src == parent && e->aux)
563         {
564           struct edge_equivalency *equiv = (struct edge_equivalency *) e->aux;
565
566           record_equiv (equiv->rhs, equiv->lhs);
567           VEC_safe_push (tree, heap, equiv_stack, equiv->rhs);
568           recorded = true;
569         }
570     }
571
572   if (!recorded)
573     VEC_safe_push (tree, heap, equiv_stack, NULL_TREE);
574
575   uncprop_into_successor_phis (bb);
576 }
577
578 static bool
579 gate_uncprop (void)
580 {
581   return flag_tree_dom != 0;
582 }
583
584 struct gimple_opt_pass pass_uncprop =
585 {
586  {
587   GIMPLE_PASS,
588   "uncprop",                            /* name */
589   gate_uncprop,                         /* gate */
590   tree_ssa_uncprop,                     /* execute */
591   NULL,                                 /* sub */
592   NULL,                                 /* next */
593   0,                                    /* static_pass_number */
594   TV_TREE_SSA_UNCPROP,                  /* tv_id */
595   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
596   0,                                    /* properties_provided */
597   0,                                    /* properties_destroyed */
598   0,                                    /* todo_flags_start */
599   TODO_verify_ssa                       /* todo_flags_finish */
600  }
601 };