Backport from GCC mainline.
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / cfgloopmanip.c
1 /* Loop manipulation code for GNU compiler.
2    Copyright (C) 2002-2016 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file 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 "rtl.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "gimple.h"
27 #include "cfghooks.h"
28 #include "cfganal.h"
29 #include "cfgloop.h"
30 #include "gimple-iterator.h"
31 #include "gimplify-me.h"
32 #include "tree-ssa-loop-manip.h"
33 #include "dumpfile.h"
34
35 static void copy_loops_to (struct loop **, int,
36                            struct loop *);
37 static void loop_redirect_edge (edge, basic_block);
38 static void remove_bbs (basic_block *, int);
39 static bool rpe_enum_p (const_basic_block, const void *);
40 static int find_path (edge, basic_block **);
41 static void fix_loop_placements (struct loop *, bool *);
42 static bool fix_bb_placement (basic_block);
43 static void fix_bb_placements (basic_block, bool *, bitmap);
44
45 /* Checks whether basic block BB is dominated by DATA.  */
46 static bool
47 rpe_enum_p (const_basic_block bb, const void *data)
48 {
49   return dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bb, (const_basic_block) data);
50 }
51
52 /* Remove basic blocks BBS.  NBBS is the number of the basic blocks.  */
53
54 static void
55 remove_bbs (basic_block *bbs, int nbbs)
56 {
57   int i;
58
59   for (i = 0; i < nbbs; i++)
60     delete_basic_block (bbs[i]);
61 }
62
63 /* Find path -- i.e. the basic blocks dominated by edge E and put them
64    into array BBS, that will be allocated large enough to contain them.
65    E->dest must have exactly one predecessor for this to work (it is
66    easy to achieve and we do not put it here because we do not want to
67    alter anything by this function).  The number of basic blocks in the
68    path is returned.  */
69 static int
70 find_path (edge e, basic_block **bbs)
71 {
72   gcc_assert (EDGE_COUNT (e->dest->preds) <= 1);
73
74   /* Find bbs in the path.  */
75   *bbs = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
76   return dfs_enumerate_from (e->dest, 0, rpe_enum_p, *bbs,
77                              n_basic_blocks_for_fn (cfun), e->dest);
78 }
79
80 /* Fix placement of basic block BB inside loop hierarchy --
81    Let L be a loop to that BB belongs.  Then every successor of BB must either
82      1) belong to some superloop of loop L, or
83      2) be a header of loop K such that K->outer is superloop of L
84    Returns true if we had to move BB into other loop to enforce this condition,
85    false if the placement of BB was already correct (provided that placements
86    of its successors are correct).  */
87 static bool
88 fix_bb_placement (basic_block bb)
89 {
90   edge e;
91   edge_iterator ei;
92   struct loop *loop = current_loops->tree_root, *act;
93
94   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
95     {
96       if (e->dest == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
97         continue;
98
99       act = e->dest->loop_father;
100       if (act->header == e->dest)
101         act = loop_outer (act);
102
103       if (flow_loop_nested_p (loop, act))
104         loop = act;
105     }
106
107   if (loop == bb->loop_father)
108     return false;
109
110   remove_bb_from_loops (bb);
111   add_bb_to_loop (bb, loop);
112
113   return true;
114 }
115
116 /* Fix placement of LOOP inside loop tree, i.e. find the innermost superloop
117    of LOOP to that leads at least one exit edge of LOOP, and set it
118    as the immediate superloop of LOOP.  Return true if the immediate superloop
119    of LOOP changed.
120
121    IRRED_INVALIDATED is set to true if a change in the loop structures might
122    invalidate the information about irreducible regions.  */
123
124 static bool
125 fix_loop_placement (struct loop *loop, bool *irred_invalidated)
126 {
127   unsigned i;
128   edge e;
129   vec<edge> exits = get_loop_exit_edges (loop);
130   struct loop *father = current_loops->tree_root, *act;
131   bool ret = false;
132
133   FOR_EACH_VEC_ELT (exits, i, e)
134     {
135       act = find_common_loop (loop, e->dest->loop_father);
136       if (flow_loop_nested_p (father, act))
137         father = act;
138     }
139
140   if (father != loop_outer (loop))
141     {
142       for (act = loop_outer (loop); act != father; act = loop_outer (act))
143         act->num_nodes -= loop->num_nodes;
144       flow_loop_tree_node_remove (loop);
145       flow_loop_tree_node_add (father, loop);
146
147       /* The exit edges of LOOP no longer exits its original immediate
148          superloops; remove them from the appropriate exit lists.  */
149       FOR_EACH_VEC_ELT (exits, i, e)
150         {
151           /* We may need to recompute irreducible loops.  */
152           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
153             *irred_invalidated = true;
154           rescan_loop_exit (e, false, false);
155         }
156
157       ret = true;
158     }
159
160   exits.release ();
161   return ret;
162 }
163
164 /* Fix placements of basic blocks inside loop hierarchy stored in loops; i.e.
165    enforce condition stated in description of fix_bb_placement. We
166    start from basic block FROM that had some of its successors removed, so that
167    his placement no longer has to be correct, and iteratively fix placement of
168    its predecessors that may change if placement of FROM changed.  Also fix
169    placement of subloops of FROM->loop_father, that might also be altered due
170    to this change; the condition for them is similar, except that instead of
171    successors we consider edges coming out of the loops.
172
173    If the changes may invalidate the information about irreducible regions,
174    IRRED_INVALIDATED is set to true.  
175
176    If LOOP_CLOSED_SSA_INVLIDATED is non-zero then all basic blocks with
177    changed loop_father are collected there. */
178
179 static void
180 fix_bb_placements (basic_block from,
181                    bool *irred_invalidated,
182                    bitmap loop_closed_ssa_invalidated)
183 {
184   sbitmap in_queue;
185   basic_block *queue, *qtop, *qbeg, *qend;
186   struct loop *base_loop, *target_loop;
187   edge e;
188
189   /* We pass through blocks back-reachable from FROM, testing whether some
190      of their successors moved to outer loop.  It may be necessary to
191      iterate several times, but it is finite, as we stop unless we move
192      the basic block up the loop structure.  The whole story is a bit
193      more complicated due to presence of subloops, those are moved using
194      fix_loop_placement.  */
195
196   base_loop = from->loop_father;
197   /* If we are already in the outermost loop, the basic blocks cannot be moved
198      outside of it.  If FROM is the header of the base loop, it cannot be moved
199      outside of it, either.  In both cases, we can end now.  */
200   if (base_loop == current_loops->tree_root
201       || from == base_loop->header)
202     return;
203
204   in_queue = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
205   bitmap_clear (in_queue);
206   bitmap_set_bit (in_queue, from->index);
207   /* Prevent us from going out of the base_loop.  */
208   bitmap_set_bit (in_queue, base_loop->header->index);
209
210   queue = XNEWVEC (basic_block, base_loop->num_nodes + 1);
211   qtop = queue + base_loop->num_nodes + 1;
212   qbeg = queue;
213   qend = queue + 1;
214   *qbeg = from;
215
216   while (qbeg != qend)
217     {
218       edge_iterator ei;
219       from = *qbeg;
220       qbeg++;
221       if (qbeg == qtop)
222         qbeg = queue;
223       bitmap_clear_bit (in_queue, from->index);
224
225       if (from->loop_father->header == from)
226         {
227           /* Subloop header, maybe move the loop upward.  */
228           if (!fix_loop_placement (from->loop_father, irred_invalidated))
229             continue;
230           target_loop = loop_outer (from->loop_father);
231           if (loop_closed_ssa_invalidated)
232             {
233               basic_block *bbs = get_loop_body (from->loop_father);
234               for (unsigned i = 0; i < from->loop_father->num_nodes; ++i)
235                 bitmap_set_bit (loop_closed_ssa_invalidated, bbs[i]->index);
236               free (bbs);
237             }
238         }
239       else
240         {
241           /* Ordinary basic block.  */
242           if (!fix_bb_placement (from))
243             continue;
244           target_loop = from->loop_father;
245           if (loop_closed_ssa_invalidated)
246             bitmap_set_bit (loop_closed_ssa_invalidated, from->index);
247         }
248
249       FOR_EACH_EDGE (e, ei, from->succs)
250         {
251           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
252             *irred_invalidated = true;
253         }
254
255       /* Something has changed, insert predecessors into queue.  */
256       FOR_EACH_EDGE (e, ei, from->preds)
257         {
258           basic_block pred = e->src;
259           struct loop *nca;
260
261           if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
262             *irred_invalidated = true;
263
264           if (bitmap_bit_p (in_queue, pred->index))
265             continue;
266
267           /* If it is subloop, then it either was not moved, or
268              the path up the loop tree from base_loop do not contain
269              it.  */
270           nca = find_common_loop (pred->loop_father, base_loop);
271           if (pred->loop_father != base_loop
272               && (nca == base_loop
273                   || nca != pred->loop_father))
274             pred = pred->loop_father->header;
275           else if (!flow_loop_nested_p (target_loop, pred->loop_father))
276             {
277               /* If PRED is already higher in the loop hierarchy than the
278                  TARGET_LOOP to that we moved FROM, the change of the position
279                  of FROM does not affect the position of PRED, so there is no
280                  point in processing it.  */
281               continue;
282             }
283
284           if (bitmap_bit_p (in_queue, pred->index))
285             continue;
286
287           /* Schedule the basic block.  */
288           *qend = pred;
289           qend++;
290           if (qend == qtop)
291             qend = queue;
292           bitmap_set_bit (in_queue, pred->index);
293         }
294     }
295   free (in_queue);
296   free (queue);
297 }
298
299 /* Removes path beginning at edge E, i.e. remove basic blocks dominated by E
300    and update loop structures and dominators.  Return true if we were able
301    to remove the path, false otherwise (and nothing is affected then).  */
302 bool
303 remove_path (edge e)
304 {
305   edge ae;
306   basic_block *rem_bbs, *bord_bbs, from, bb;
307   vec<basic_block> dom_bbs;
308   int i, nrem, n_bord_bbs;
309   sbitmap seen;
310   bool irred_invalidated = false;
311   edge_iterator ei;
312   struct loop *l, *f;
313
314   if (!can_remove_branch_p (e))
315     return false;
316
317   /* Keep track of whether we need to update information about irreducible
318      regions.  This is the case if the removed area is a part of the
319      irreducible region, or if the set of basic blocks that belong to a loop
320      that is inside an irreducible region is changed, or if such a loop is
321      removed.  */
322   if (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
323     irred_invalidated = true;
324
325   /* We need to check whether basic blocks are dominated by the edge
326      e, but we only have basic block dominators.  This is easy to
327      fix -- when e->dest has exactly one predecessor, this corresponds
328      to blocks dominated by e->dest, if not, split the edge.  */
329   if (!single_pred_p (e->dest))
330     e = single_pred_edge (split_edge (e));
331
332   /* It may happen that by removing path we remove one or more loops
333      we belong to.  In this case first unloop the loops, then proceed
334      normally.   We may assume that e->dest is not a header of any loop,
335      as it now has exactly one predecessor.  */
336   for (l = e->src->loop_father; loop_outer (l); l = f)
337     {
338       f = loop_outer (l);
339       if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, l->latch, e->dest))
340         unloop (l, &irred_invalidated, NULL);
341     }
342
343   /* Identify the path.  */
344   nrem = find_path (e, &rem_bbs);
345
346   n_bord_bbs = 0;
347   bord_bbs = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
348   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
349   bitmap_clear (seen);
350
351   /* Find "border" hexes -- i.e. those with predecessor in removed path.  */
352   for (i = 0; i < nrem; i++)
353     bitmap_set_bit (seen, rem_bbs[i]->index);
354   if (!irred_invalidated)
355     FOR_EACH_EDGE (ae, ei, e->src->succs)
356       if (ae != e && ae->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
357           && !bitmap_bit_p (seen, ae->dest->index)
358           && ae->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
359         {
360           irred_invalidated = true;
361           break;
362         }
363
364   for (i = 0; i < nrem; i++)
365     {
366       bb = rem_bbs[i];
367       FOR_EACH_EDGE (ae, ei, rem_bbs[i]->succs)
368         if (ae->dest != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
369             && !bitmap_bit_p (seen, ae->dest->index))
370           {
371             bitmap_set_bit (seen, ae->dest->index);
372             bord_bbs[n_bord_bbs++] = ae->dest;
373
374             if (ae->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
375               irred_invalidated = true;
376           }
377     }
378
379   /* Remove the path.  */
380   from = e->src;
381   remove_branch (e);
382   dom_bbs.create (0);
383
384   /* Cancel loops contained in the path.  */
385   for (i = 0; i < nrem; i++)
386     if (rem_bbs[i]->loop_father->header == rem_bbs[i])
387       cancel_loop_tree (rem_bbs[i]->loop_father);
388
389   remove_bbs (rem_bbs, nrem);
390   free (rem_bbs);
391
392   /* Find blocks whose dominators may be affected.  */
393   bitmap_clear (seen);
394   for (i = 0; i < n_bord_bbs; i++)
395     {
396       basic_block ldom;
397
398       bb = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bord_bbs[i]);
399       if (bitmap_bit_p (seen, bb->index))
400         continue;
401       bitmap_set_bit (seen, bb->index);
402
403       for (ldom = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, bb);
404            ldom;
405            ldom = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, ldom))
406         if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, from, ldom))
407           dom_bbs.safe_push (ldom);
408     }
409
410   free (seen);
411
412   /* Recount dominators.  */
413   iterate_fix_dominators (CDI_DOMINATORS, dom_bbs, true);
414   dom_bbs.release ();
415   free (bord_bbs);
416
417   /* Fix placements of basic blocks inside loops and the placement of
418      loops in the loop tree.  */
419   fix_bb_placements (from, &irred_invalidated, NULL);
420   fix_loop_placements (from->loop_father, &irred_invalidated);
421
422   if (irred_invalidated
423       && loops_state_satisfies_p (LOOPS_HAVE_MARKED_IRREDUCIBLE_REGIONS))
424     mark_irreducible_loops ();
425
426   return true;
427 }
428
429 /* Creates place for a new LOOP in loops structure of FN.  */
430
431 void
432 place_new_loop (struct function *fn, struct loop *loop)
433 {
434   loop->num = number_of_loops (fn);
435   vec_safe_push (loops_for_fn (fn)->larray, loop);
436 }
437
438 /* Given LOOP structure with filled header and latch, find the body of the
439    corresponding loop and add it to loops tree.  Insert the LOOP as a son of
440    outer.  */
441
442 void
443 add_loop (struct loop *loop, struct loop *outer)
444 {
445   basic_block *bbs;
446   int i, n;
447   struct loop *subloop;
448   edge e;
449   edge_iterator ei;
450
451   /* Add it to loop structure.  */
452   place_new_loop (cfun, loop);
453   flow_loop_tree_node_add (outer, loop);
454
455   /* Find its nodes.  */
456   bbs = XNEWVEC (basic_block, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
457   n = get_loop_body_with_size (loop, bbs, n_basic_blocks_for_fn (cfun));
458
459   for (i = 0; i < n; i++)
460     {
461       if (bbs[i]->loop_father == outer)
462         {
463           remove_bb_from_loops (bbs[i]);
464           add_bb_to_loop (bbs[i], loop);
465           continue;
466         }
467
468       loop->num_nodes++;
469
470       /* If we find a direct subloop of OUTER, move it to LOOP.  */
471       subloop = bbs[i]->loop_father;
472       if (loop_outer (subloop) == outer
473           && subloop->header == bbs[i])
474         {
475           flow_loop_tree_node_remove (subloop);
476           flow_loop_tree_node_add (loop, subloop);
477         }
478     }
479
480   /* Update the information about loop exit edges.  */
481   for (i = 0; i < n; i++)
482     {
483       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bbs[i]->succs)
484         {
485           rescan_loop_exit (e, false, false);
486         }
487     }
488
489   free (bbs);
490 }
491
492 /* Multiply all frequencies in LOOP by NUM/DEN.  */
493
494 void
495 scale_loop_frequencies (struct loop *loop, int num, int den)
496 {
497   basic_block *bbs;
498
499   bbs = get_loop_body (loop);
500   scale_bbs_frequencies_int (bbs, loop->num_nodes, num, den);
501   free (bbs);
502 }
503
504 /* Multiply all frequencies in LOOP by SCALE/REG_BR_PROB_BASE.
505    If ITERATION_BOUND is non-zero, scale even further if loop is predicted
506    to iterate too many times.  */
507
508 void
509 scale_loop_profile (struct loop *loop, int scale, gcov_type iteration_bound)
510 {
511   gcov_type iterations = expected_loop_iterations_unbounded (loop);
512   edge e;
513   edge_iterator ei;
514
515   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
516     fprintf (dump_file, ";; Scaling loop %i with scale %f, "
517              "bounding iterations to %i from guessed %i\n",
518              loop->num, (double)scale / REG_BR_PROB_BASE,
519              (int)iteration_bound, (int)iterations);
520
521   /* See if loop is predicted to iterate too many times.  */
522   if (iteration_bound && iterations > 0
523       && apply_probability (iterations, scale) > iteration_bound)
524     {
525       /* Fixing loop profile for different trip count is not trivial; the exit
526          probabilities has to be updated to match and frequencies propagated down
527          to the loop body.
528
529          We fully update only the simple case of loop with single exit that is
530          either from the latch or BB just before latch and leads from BB with
531          simple conditional jump.   This is OK for use in vectorizer.  */
532       e = single_exit (loop);
533       if (e)
534         {
535           edge other_e;
536           int freq_delta;
537           gcov_type count_delta;
538
539           FOR_EACH_EDGE (other_e, ei, e->src->succs)
540             if (!(other_e->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_FAKE))
541                 && e != other_e)
542               break;
543
544           /* Probability of exit must be 1/iterations.  */
545           freq_delta = EDGE_FREQUENCY (e);
546           e->probability = REG_BR_PROB_BASE / iteration_bound;
547           other_e->probability = inverse_probability (e->probability);
548           freq_delta -= EDGE_FREQUENCY (e);
549
550           /* Adjust counts accordingly.  */
551           count_delta = e->count;
552           e->count = apply_probability (e->src->count, e->probability);
553           other_e->count = apply_probability (e->src->count, other_e->probability);
554           count_delta -= e->count;
555
556           /* If latch exists, change its frequency and count, since we changed
557              probability of exit.  Theoretically we should update everything from
558              source of exit edge to latch, but for vectorizer this is enough.  */
559           if (loop->latch
560               && loop->latch != e->src)
561             {
562               loop->latch->frequency += freq_delta;
563               if (loop->latch->frequency < 0)
564                 loop->latch->frequency = 0;
565               loop->latch->count += count_delta;
566               if (loop->latch->count < 0)
567                 loop->latch->count = 0;
568             }
569         }
570
571       /* Roughly speaking we want to reduce the loop body profile by the
572          difference of loop iterations.  We however can do better if
573          we look at the actual profile, if it is available.  */
574       scale = RDIV (iteration_bound * scale, iterations);
575       if (loop->header->count)
576         {
577           gcov_type count_in = 0;
578
579           FOR_EACH_EDGE (e, ei, loop->header->preds)
580             if (e->src != loop->latch)
581               count_in += e->count;
582
583           if (count_in != 0)
584             scale = GCOV_COMPUTE_SCALE (count_in * iteration_bound,
585                                         loop->header->count);
586         }
587       else if (loop->header->frequency)
588         {
589           int freq_in = 0;
590
591           FOR_EACH_EDGE (e, ei, loop->header->preds)
592             if (e->src != loop->latch)
593               freq_in += EDGE_FREQUENCY (e);
594
595           if (freq_in != 0)
596             scale = GCOV_COMPUTE_SCALE (freq_in * iteration_bound,
597                                         loop->header->frequency);
598         }
599       if (!scale)
600         scale = 1;
601     }
602
603   if (scale == REG_BR_PROB_BASE)
604     return;
605
606   /* Scale the actual probabilities.  */
607   scale_loop_frequencies (loop, scale, REG_BR_PROB_BASE);
608   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
609     fprintf (dump_file, ";; guessed iterations are now %i\n",
610              (int)expected_loop_iterations_unbounded (loop));
611 }
612
613 /* Recompute dominance information for basic blocks outside LOOP.  */
614
615 static void
616 update_dominators_in_loop (struct loop *loop)
617 {
618   vec<basic_block> dom_bbs = vNULL;
619   sbitmap seen;
620   basic_block *body;
621   unsigned i;
622
623   seen = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
624   bitmap_clear (seen);
625   body = get_loop_body (loop);
626
627   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
628     bitmap_set_bit (seen, body[i]->index);
629
630   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
631     {
632       basic_block ldom;
633
634       for (ldom = first_dom_son (CDI_DOMINATORS, body[i]);
635            ldom;
636            ldom = next_dom_son (CDI_DOMINATORS, ldom))
637         if (!bitmap_bit_p (seen, ldom->index))
638           {
639             bitmap_set_bit (seen, ldom->index);
640             dom_bbs.safe_push (ldom);
641           }
642     }
643
644   iterate_fix_dominators (CDI_DOMINATORS, dom_bbs, false);
645   free (body);
646   free (seen);
647   dom_bbs.release ();
648 }
649
650 /* Creates an if region as shown above. CONDITION is used to create
651    the test for the if.
652
653    |
654    |     -------------                 -------------
655    |     |  pred_bb  |                 |  pred_bb  |
656    |     -------------                 -------------
657    |           |                             |
658    |           |                             | ENTRY_EDGE
659    |           | ENTRY_EDGE                  V
660    |           |             ====>     -------------
661    |           |                       |  cond_bb  |
662    |           |                       | CONDITION |
663    |           |                       -------------
664    |           V                        /         \
665    |     -------------         e_false /           \ e_true
666    |     |  succ_bb  |                V             V
667    |     -------------         -----------       -----------
668    |                           | false_bb |      | true_bb |
669    |                           -----------       -----------
670    |                                   \           /
671    |                                    \         /
672    |                                     V       V
673    |                                   -------------
674    |                                   |  join_bb  |
675    |                                   -------------
676    |                                         | exit_edge (result)
677    |                                         V
678    |                                    -----------
679    |                                    | succ_bb |
680    |                                    -----------
681    |
682  */
683
684 edge
685 create_empty_if_region_on_edge (edge entry_edge, tree condition)
686 {
687
688   basic_block cond_bb, true_bb, false_bb, join_bb;
689   edge e_true, e_false, exit_edge;
690   gcond *cond_stmt;
691   tree simple_cond;
692   gimple_stmt_iterator gsi;
693
694   cond_bb = split_edge (entry_edge);
695
696   /* Insert condition in cond_bb.  */
697   gsi = gsi_last_bb (cond_bb);
698   simple_cond =
699     force_gimple_operand_gsi (&gsi, condition, true, NULL,
700                               false, GSI_NEW_STMT);
701   cond_stmt = gimple_build_cond_from_tree (simple_cond, NULL_TREE, NULL_TREE);
702   gsi = gsi_last_bb (cond_bb);
703   gsi_insert_after (&gsi, cond_stmt, GSI_NEW_STMT);
704
705   join_bb = split_edge (single_succ_edge (cond_bb));
706
707   e_true = single_succ_edge (cond_bb);
708   true_bb = split_edge (e_true);
709
710   e_false = make_edge (cond_bb, join_bb, 0);
711   false_bb = split_edge (e_false);
712
713   e_true->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
714   e_true->flags |= EDGE_TRUE_VALUE;
715   e_false->flags &= ~EDGE_FALLTHRU;
716   e_false->flags |= EDGE_FALSE_VALUE;
717
718   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, cond_bb, entry_edge->src);
719   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, true_bb, cond_bb);
720   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, false_bb, cond_bb);
721   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, join_bb, cond_bb);
722
723   exit_edge = single_succ_edge (join_bb);
724
725   if (single_pred_p (exit_edge->dest))
726     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, exit_edge->dest, join_bb);
727
728   return exit_edge;
729 }
730
731 /* create_empty_loop_on_edge
732    |
733    |    - pred_bb -                   ------ pred_bb ------
734    |   |           |                 | iv0 = initial_value |
735    |    -----|-----                   ---------|-----------
736    |         |                       ______    | entry_edge
737    |         | entry_edge           /      |   |
738    |         |             ====>   |      -V---V- loop_header -------------
739    |         V                     |     | iv_before = phi (iv0, iv_after) |
740    |    - succ_bb -                |      ---|-----------------------------
741    |   |           |               |         |
742    |    -----------                |      ---V--- loop_body ---------------
743    |                               |     | iv_after = iv_before + stride   |
744    |                               |     | if (iv_before < upper_bound)    |
745    |                               |      ---|--------------\--------------
746    |                               |         |               \ exit_e
747    |                               |         V                \
748    |                               |       - loop_latch -      V- succ_bb -
749    |                               |      |              |     |           |
750    |                               |       /-------------       -----------
751    |                                \ ___ /
752
753    Creates an empty loop as shown above, the IV_BEFORE is the SSA_NAME
754    that is used before the increment of IV. IV_BEFORE should be used for
755    adding code to the body that uses the IV.  OUTER is the outer loop in
756    which the new loop should be inserted.
757
758    Both INITIAL_VALUE and UPPER_BOUND expressions are gimplified and
759    inserted on the loop entry edge.  This implies that this function
760    should be used only when the UPPER_BOUND expression is a loop
761    invariant.  */
762
763 struct loop *
764 create_empty_loop_on_edge (edge entry_edge,
765                            tree initial_value,
766                            tree stride, tree upper_bound,
767                            tree iv,
768                            tree *iv_before,
769                            tree *iv_after,
770                            struct loop *outer)
771 {
772   basic_block loop_header, loop_latch, succ_bb, pred_bb;
773   struct loop *loop;
774   gimple_stmt_iterator gsi;
775   gimple_seq stmts;
776   gcond *cond_expr;
777   tree exit_test;
778   edge exit_e;
779   int prob;
780
781   gcc_assert (entry_edge && initial_value && stride && upper_bound && iv);
782
783   /* Create header, latch and wire up the loop.  */
784   pred_bb = entry_edge->src;
785   loop_header = split_edge (entry_edge);
786   loop_latch = split_edge (single_succ_edge (loop_header));
787   succ_bb = single_succ (loop_latch);
788   make_edge (loop_header, succ_bb, 0);
789   redirect_edge_succ_nodup (single_succ_edge (loop_latch), loop_header);
790
791   /* Set immediate dominator information.  */
792   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop_header, pred_bb);
793   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop_latch, loop_header);
794   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, succ_bb, loop_header);
795
796   /* Initialize a loop structure and put it in a loop hierarchy.  */
797   loop = alloc_loop ();
798   loop->header = loop_header;
799   loop->latch = loop_latch;
800   add_loop (loop, outer);
801
802   /* TODO: Fix frequencies and counts.  */
803   prob = REG_BR_PROB_BASE / 2;
804
805   scale_loop_frequencies (loop, REG_BR_PROB_BASE - prob, REG_BR_PROB_BASE);
806
807   /* Update dominators.  */
808   update_dominators_in_loop (loop);
809
810   /* Modify edge flags.  */
811   exit_e = single_exit (loop);
812   exit_e->flags = EDGE_LOOP_EXIT | EDGE_FALSE_VALUE;
813   single_pred_edge (loop_latch)->flags = EDGE_TRUE_VALUE;
814
815   /* Construct IV code in loop.  */
816   initial_value = force_gimple_operand (initial_value, &stmts, true, iv);
817   if (stmts)
818     {
819       gsi_insert_seq_on_edge (loop_preheader_edge (loop), stmts);
820       gsi_commit_edge_inserts ();
821     }
822
823   upper_bound = force_gimple_operand (upper_bound, &stmts, true, NULL);
824   if (stmts)
825     {
826       gsi_insert_seq_on_edge (loop_preheader_edge (loop), stmts);
827       gsi_commit_edge_inserts ();
828     }
829
830   gsi = gsi_last_bb (loop_header);
831   create_iv (initial_value, stride, iv, loop, &gsi, false,
832              iv_before, iv_after);
833
834   /* Insert loop exit condition.  */
835   cond_expr = gimple_build_cond
836     (LT_EXPR, *iv_before, upper_bound, NULL_TREE, NULL_TREE);
837
838   exit_test = gimple_cond_lhs (cond_expr);
839   exit_test = force_gimple_operand_gsi (&gsi, exit_test, true, NULL,
840                                         false, GSI_NEW_STMT);
841   gimple_cond_set_lhs (cond_expr, exit_test);
842   gsi = gsi_last_bb (exit_e->src);
843   gsi_insert_after (&gsi, cond_expr, GSI_NEW_STMT);
844
845   split_block_after_labels (loop_header);
846
847   return loop;
848 }
849
850 /* Make area between HEADER_EDGE and LATCH_EDGE a loop by connecting
851    latch to header and update loop tree and dominators
852    accordingly. Everything between them plus LATCH_EDGE destination must
853    be dominated by HEADER_EDGE destination, and back-reachable from
854    LATCH_EDGE source.  HEADER_EDGE is redirected to basic block SWITCH_BB,
855    FALSE_EDGE of SWITCH_BB to original destination of HEADER_EDGE and
856    TRUE_EDGE of SWITCH_BB to original destination of LATCH_EDGE.
857    Returns the newly created loop.  Frequencies and counts in the new loop
858    are scaled by FALSE_SCALE and in the old one by TRUE_SCALE.  */
859
860 struct loop *
861 loopify (edge latch_edge, edge header_edge,
862          basic_block switch_bb, edge true_edge, edge false_edge,
863          bool redirect_all_edges, unsigned true_scale, unsigned false_scale)
864 {
865   basic_block succ_bb = latch_edge->dest;
866   basic_block pred_bb = header_edge->src;
867   struct loop *loop = alloc_loop ();
868   struct loop *outer = loop_outer (succ_bb->loop_father);
869   int freq;
870   gcov_type cnt;
871   edge e;
872   edge_iterator ei;
873
874   loop->header = header_edge->dest;
875   loop->latch = latch_edge->src;
876
877   freq = EDGE_FREQUENCY (header_edge);
878   cnt = header_edge->count;
879
880   /* Redirect edges.  */
881   loop_redirect_edge (latch_edge, loop->header);
882   loop_redirect_edge (true_edge, succ_bb);
883
884   /* During loop versioning, one of the switch_bb edge is already properly
885      set. Do not redirect it again unless redirect_all_edges is true.  */
886   if (redirect_all_edges)
887     {
888       loop_redirect_edge (header_edge, switch_bb);
889       loop_redirect_edge (false_edge, loop->header);
890
891       /* Update dominators.  */
892       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, switch_bb, pred_bb);
893       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, loop->header, switch_bb);
894     }
895
896   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, succ_bb, switch_bb);
897
898   /* Compute new loop.  */
899   add_loop (loop, outer);
900
901   /* Add switch_bb to appropriate loop.  */
902   if (switch_bb->loop_father)
903     remove_bb_from_loops (switch_bb);
904   add_bb_to_loop (switch_bb, outer);
905
906   /* Fix frequencies.  */
907   if (redirect_all_edges)
908     {
909       switch_bb->frequency = freq;
910       switch_bb->count = cnt;
911       FOR_EACH_EDGE (e, ei, switch_bb->succs)
912         {
913           e->count = apply_probability (switch_bb->count, e->probability);
914         }
915     }
916   scale_loop_frequencies (loop, false_scale, REG_BR_PROB_BASE);
917   scale_loop_frequencies (succ_bb->loop_father, true_scale, REG_BR_PROB_BASE);
918   update_dominators_in_loop (loop);
919
920   return loop;
921 }
922
923 /* Remove the latch edge of a LOOP and update loops to indicate that
924    the LOOP was removed.  After this function, original loop latch will
925    have no successor, which caller is expected to fix somehow.
926
927    If this may cause the information about irreducible regions to become
928    invalid, IRRED_INVALIDATED is set to true.  
929
930    LOOP_CLOSED_SSA_INVALIDATED, if non-NULL, is a bitmap where we store
931    basic blocks that had non-trivial update on their loop_father.*/
932
933 void
934 unloop (struct loop *loop, bool *irred_invalidated,
935         bitmap loop_closed_ssa_invalidated)
936 {
937   basic_block *body;
938   struct loop *ploop;
939   unsigned i, n;
940   basic_block latch = loop->latch;
941   bool dummy = false;
942
943   if (loop_preheader_edge (loop)->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP)
944     *irred_invalidated = true;
945
946   /* This is relatively straightforward.  The dominators are unchanged, as
947      loop header dominates loop latch, so the only thing we have to care of
948      is the placement of loops and basic blocks inside the loop tree.  We
949      move them all to the loop->outer, and then let fix_bb_placements do
950      its work.  */
951
952   body = get_loop_body (loop);
953   n = loop->num_nodes;
954   for (i = 0; i < n; i++)
955     if (body[i]->loop_father == loop)
956       {
957         remove_bb_from_loops (body[i]);
958         add_bb_to_loop (body[i], loop_outer (loop));
959       }
960   free (body);
961
962   while (loop->inner)
963     {
964       ploop = loop->inner;
965       flow_loop_tree_node_remove (ploop);
966       flow_loop_tree_node_add (loop_outer (loop), ploop);
967     }
968
969   /* Remove the loop and free its data.  */
970   delete_loop (loop);
971
972   remove_edge (single_succ_edge (latch));
973
974   /* We do not pass IRRED_INVALIDATED to fix_bb_placements here, as even if
975      there is an irreducible region inside the cancelled loop, the flags will
976      be still correct.  */
977   fix_bb_placements (latch, &dummy, loop_closed_ssa_invalidated);
978 }
979
980 /* Fix placement of superloops of LOOP inside loop tree, i.e. ensure that
981    condition stated in description of fix_loop_placement holds for them.
982    It is used in case when we removed some edges coming out of LOOP, which
983    may cause the right placement of LOOP inside loop tree to change.
984
985    IRRED_INVALIDATED is set to true if a change in the loop structures might
986    invalidate the information about irreducible regions.  */
987
988 static void
989 fix_loop_placements (struct loop *loop, bool *irred_invalidated)
990 {
991   struct loop *outer;
992
993   while (loop_outer (loop))
994     {
995       outer = loop_outer (loop);
996       if (!fix_loop_placement (loop, irred_invalidated))
997         break;
998
999       /* Changing the placement of a loop in the loop tree may alter the
1000          validity of condition 2) of the description of fix_bb_placement
1001          for its preheader, because the successor is the header and belongs
1002          to the loop.  So call fix_bb_placements to fix up the placement
1003          of the preheader and (possibly) of its predecessors.  */
1004       fix_bb_placements (loop_preheader_edge (loop)->src,
1005                          irred_invalidated, NULL);
1006       loop = outer;
1007     }
1008 }
1009
1010 /* Duplicate loop bounds and other information we store about
1011    the loop into its duplicate.  */
1012
1013 void
1014 copy_loop_info (struct loop *loop, struct loop *target)
1015 {
1016   gcc_checking_assert (!target->any_upper_bound && !target->any_estimate);
1017   target->any_upper_bound = loop->any_upper_bound;
1018   target->nb_iterations_upper_bound = loop->nb_iterations_upper_bound;
1019   target->any_estimate = loop->any_estimate;
1020   target->nb_iterations_estimate = loop->nb_iterations_estimate;
1021   target->estimate_state = loop->estimate_state;
1022   target->warned_aggressive_loop_optimizations
1023     |= loop->warned_aggressive_loop_optimizations;
1024   target->in_oacc_kernels_region = loop->in_oacc_kernels_region;
1025 }
1026
1027 /* Copies copy of LOOP as subloop of TARGET loop, placing newly
1028    created loop into loops structure.  */
1029 struct loop *
1030 duplicate_loop (struct loop *loop, struct loop *target)
1031 {
1032   struct loop *cloop;
1033   cloop = alloc_loop ();
1034   place_new_loop (cfun, cloop);
1035  
1036   copy_loop_info (loop, cloop);
1037
1038   /* Mark the new loop as copy of LOOP.  */
1039   set_loop_copy (loop, cloop);
1040
1041   /* Add it to target.  */
1042   flow_loop_tree_node_add (target, cloop);
1043
1044   return cloop;
1045 }
1046
1047 /* Copies structure of subloops of LOOP into TARGET loop, placing
1048    newly created loops into loop tree.  */
1049 void
1050 duplicate_subloops (struct loop *loop, struct loop *target)
1051 {
1052   struct loop *aloop, *cloop;
1053
1054   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
1055     {
1056       cloop = duplicate_loop (aloop, target);
1057       duplicate_subloops (aloop, cloop);
1058     }
1059 }
1060
1061 /* Copies structure of subloops of N loops, stored in array COPIED_LOOPS,
1062    into TARGET loop, placing newly created loops into loop tree.  */
1063 static void
1064 copy_loops_to (struct loop **copied_loops, int n, struct loop *target)
1065 {
1066   struct loop *aloop;
1067   int i;
1068
1069   for (i = 0; i < n; i++)
1070     {
1071       aloop = duplicate_loop (copied_loops[i], target);
1072       duplicate_subloops (copied_loops[i], aloop);
1073     }
1074 }
1075
1076 /* Redirects edge E to basic block DEST.  */
1077 static void
1078 loop_redirect_edge (edge e, basic_block dest)
1079 {
1080   if (e->dest == dest)
1081     return;
1082
1083   redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
1084 }
1085
1086 /* Check whether LOOP's body can be duplicated.  */
1087 bool
1088 can_duplicate_loop_p (const struct loop *loop)
1089 {
1090   int ret;
1091   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1092
1093   ret = can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes);
1094   free (bbs);
1095
1096   return ret;
1097 }
1098
1099 /* Sets probability and count of edge E to zero.  The probability and count
1100    is redistributed evenly to the remaining edges coming from E->src.  */
1101
1102 static void
1103 set_zero_probability (edge e)
1104 {
1105   basic_block bb = e->src;
1106   edge_iterator ei;
1107   edge ae, last = NULL;
1108   unsigned n = EDGE_COUNT (bb->succs);
1109   gcov_type cnt = e->count, cnt1;
1110   unsigned prob = e->probability, prob1;
1111
1112   gcc_assert (n > 1);
1113   cnt1 = cnt / (n - 1);
1114   prob1 = prob / (n - 1);
1115
1116   FOR_EACH_EDGE (ae, ei, bb->succs)
1117     {
1118       if (ae == e)
1119         continue;
1120
1121       ae->probability += prob1;
1122       ae->count += cnt1;
1123       last = ae;
1124     }
1125
1126   /* Move the rest to one of the edges.  */
1127   last->probability += prob % (n - 1);
1128   last->count += cnt % (n - 1);
1129
1130   e->probability = 0;
1131   e->count = 0;
1132 }
1133
1134 /* Duplicates body of LOOP to given edge E NDUPL times.  Takes care of updating
1135    loop structure and dominators.  E's destination must be LOOP header for
1136    this to work, i.e. it must be entry or latch edge of this loop; these are
1137    unique, as the loops must have preheaders for this function to work
1138    correctly (in case E is latch, the function unrolls the loop, if E is entry
1139    edge, it peels the loop).  Store edges created by copying ORIG edge from
1140    copies corresponding to set bits in WONT_EXIT bitmap (bit 0 corresponds to
1141    original LOOP body, the other copies are numbered in order given by control
1142    flow through them) into TO_REMOVE array.  Returns false if duplication is
1143    impossible.  */
1144
1145 bool
1146 duplicate_loop_to_header_edge (struct loop *loop, edge e,
1147                                unsigned int ndupl, sbitmap wont_exit,
1148                                edge orig, vec<edge> *to_remove,
1149                                int flags)
1150 {
1151   struct loop *target, *aloop;
1152   struct loop **orig_loops;
1153   unsigned n_orig_loops;
1154   basic_block header = loop->header, latch = loop->latch;
1155   basic_block *new_bbs, *bbs, *first_active;
1156   basic_block new_bb, bb, first_active_latch = NULL;
1157   edge ae, latch_edge;
1158   edge spec_edges[2], new_spec_edges[2];
1159 #define SE_LATCH 0
1160 #define SE_ORIG 1
1161   unsigned i, j, n;
1162   int is_latch = (latch == e->src);
1163   int scale_act = 0, *scale_step = NULL, scale_main = 0;
1164   int scale_after_exit = 0;
1165   int p, freq_in, freq_le, freq_out_orig;
1166   int prob_pass_thru, prob_pass_wont_exit, prob_pass_main;
1167   int add_irreducible_flag;
1168   basic_block place_after;
1169   bitmap bbs_to_scale = NULL;
1170   bitmap_iterator bi;
1171
1172   gcc_assert (e->dest == loop->header);
1173   gcc_assert (ndupl > 0);
1174
1175   if (orig)
1176     {
1177       /* Orig must be edge out of the loop.  */
1178       gcc_assert (flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->src));
1179       gcc_assert (!flow_bb_inside_loop_p (loop, orig->dest));
1180     }
1181
1182   n = loop->num_nodes;
1183   bbs = get_loop_body_in_dom_order (loop);
1184   gcc_assert (bbs[0] == loop->header);
1185   gcc_assert (bbs[n  - 1] == loop->latch);
1186
1187   /* Check whether duplication is possible.  */
1188   if (!can_copy_bbs_p (bbs, loop->num_nodes))
1189     {
1190       free (bbs);
1191       return false;
1192     }
1193   new_bbs = XNEWVEC (basic_block, loop->num_nodes);
1194
1195   /* In case we are doing loop peeling and the loop is in the middle of
1196      irreducible region, the peeled copies will be inside it too.  */
1197   add_irreducible_flag = e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1198   gcc_assert (!is_latch || !add_irreducible_flag);
1199
1200   /* Find edge from latch.  */
1201   latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1202
1203   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1204     {
1205       /* Calculate coefficients by that we have to scale frequencies
1206          of duplicated loop bodies.  */
1207       freq_in = header->frequency;
1208       freq_le = EDGE_FREQUENCY (latch_edge);
1209       if (freq_in == 0)
1210         freq_in = 1;
1211       if (freq_in < freq_le)
1212         freq_in = freq_le;
1213       freq_out_orig = orig ? EDGE_FREQUENCY (orig) : freq_in - freq_le;
1214       if (freq_out_orig > freq_in - freq_le)
1215         freq_out_orig = freq_in - freq_le;
1216       prob_pass_thru = RDIV (REG_BR_PROB_BASE * freq_le, freq_in);
1217       prob_pass_wont_exit =
1218               RDIV (REG_BR_PROB_BASE * (freq_le + freq_out_orig), freq_in);
1219
1220       if (orig
1221           && REG_BR_PROB_BASE - orig->probability != 0)
1222         {
1223           /* The blocks that are dominated by a removed exit edge ORIG have
1224              frequencies scaled by this.  */
1225           scale_after_exit
1226               = GCOV_COMPUTE_SCALE (REG_BR_PROB_BASE,
1227                                     REG_BR_PROB_BASE - orig->probability);
1228           bbs_to_scale = BITMAP_ALLOC (NULL);
1229           for (i = 0; i < n; i++)
1230             {
1231               if (bbs[i] != orig->src
1232                   && dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, bbs[i], orig->src))
1233                 bitmap_set_bit (bbs_to_scale, i);
1234             }
1235         }
1236
1237       scale_step = XNEWVEC (int, ndupl);
1238
1239       for (i = 1; i <= ndupl; i++)
1240         scale_step[i - 1] = bitmap_bit_p (wont_exit, i)
1241                                 ? prob_pass_wont_exit
1242                                 : prob_pass_thru;
1243
1244       /* Complete peeling is special as the probability of exit in last
1245          copy becomes 1.  */
1246       if (flags & DLTHE_FLAG_COMPLETTE_PEEL)
1247         {
1248           int wanted_freq = EDGE_FREQUENCY (e);
1249
1250           if (wanted_freq > freq_in)
1251             wanted_freq = freq_in;
1252
1253           gcc_assert (!is_latch);
1254           /* First copy has frequency of incoming edge.  Each subsequent
1255              frequency should be reduced by prob_pass_wont_exit.  Caller
1256              should've managed the flags so all except for original loop
1257              has won't exist set.  */
1258           scale_act = GCOV_COMPUTE_SCALE (wanted_freq, freq_in);
1259           /* Now simulate the duplication adjustments and compute header
1260              frequency of the last copy.  */
1261           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1262             wanted_freq = combine_probabilities (wanted_freq, scale_step[i]);
1263           scale_main = GCOV_COMPUTE_SCALE (wanted_freq, freq_in);
1264         }
1265       else if (is_latch)
1266         {
1267           prob_pass_main = bitmap_bit_p (wont_exit, 0)
1268                                 ? prob_pass_wont_exit
1269                                 : prob_pass_thru;
1270           p = prob_pass_main;
1271           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
1272           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1273             {
1274               scale_main += p;
1275               p = combine_probabilities (p, scale_step[i]);
1276             }
1277           scale_main = GCOV_COMPUTE_SCALE (REG_BR_PROB_BASE, scale_main);
1278           scale_act = combine_probabilities (scale_main, prob_pass_main);
1279         }
1280       else
1281         {
1282           scale_main = REG_BR_PROB_BASE;
1283           for (i = 0; i < ndupl; i++)
1284             scale_main = combine_probabilities (scale_main, scale_step[i]);
1285           scale_act = REG_BR_PROB_BASE - prob_pass_thru;
1286         }
1287       for (i = 0; i < ndupl; i++)
1288         gcc_assert (scale_step[i] >= 0 && scale_step[i] <= REG_BR_PROB_BASE);
1289       gcc_assert (scale_main >= 0 && scale_main <= REG_BR_PROB_BASE
1290                   && scale_act >= 0  && scale_act <= REG_BR_PROB_BASE);
1291     }
1292
1293   /* Loop the new bbs will belong to.  */
1294   target = e->src->loop_father;
1295
1296   /* Original loops.  */
1297   n_orig_loops = 0;
1298   for (aloop = loop->inner; aloop; aloop = aloop->next)
1299     n_orig_loops++;
1300   orig_loops = XNEWVEC (struct loop *, n_orig_loops);
1301   for (aloop = loop->inner, i = 0; aloop; aloop = aloop->next, i++)
1302     orig_loops[i] = aloop;
1303
1304   set_loop_copy (loop, target);
1305
1306   first_active = XNEWVEC (basic_block, n);
1307   if (is_latch)
1308     {
1309       memcpy (first_active, bbs, n * sizeof (basic_block));
1310       first_active_latch = latch;
1311     }
1312
1313   spec_edges[SE_ORIG] = orig;
1314   spec_edges[SE_LATCH] = latch_edge;
1315
1316   place_after = e->src;
1317   for (j = 0; j < ndupl; j++)
1318     {
1319       /* Copy loops.  */
1320       copy_loops_to (orig_loops, n_orig_loops, target);
1321
1322       /* Copy bbs.  */
1323       copy_bbs (bbs, n, new_bbs, spec_edges, 2, new_spec_edges, loop,
1324                 place_after, true);
1325       place_after = new_spec_edges[SE_LATCH]->src;
1326
1327       if (flags & DLTHE_RECORD_COPY_NUMBER)
1328         for (i = 0; i < n; i++)
1329           {
1330             gcc_assert (!new_bbs[i]->aux);
1331             new_bbs[i]->aux = (void *)(size_t)(j + 1);
1332           }
1333
1334       /* Note whether the blocks and edges belong to an irreducible loop.  */
1335       if (add_irreducible_flag)
1336         {
1337           for (i = 0; i < n; i++)
1338             new_bbs[i]->flags |= BB_DUPLICATED;
1339           for (i = 0; i < n; i++)
1340             {
1341               edge_iterator ei;
1342               new_bb = new_bbs[i];
1343               if (new_bb->loop_father == target)
1344                 new_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1345
1346               FOR_EACH_EDGE (ae, ei, new_bb->succs)
1347                 if ((ae->dest->flags & BB_DUPLICATED)
1348                     && (ae->src->loop_father == target
1349                         || ae->dest->loop_father == target))
1350                   ae->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1351             }
1352           for (i = 0; i < n; i++)
1353             new_bbs[i]->flags &= ~BB_DUPLICATED;
1354         }
1355
1356       /* Redirect the special edges.  */
1357       if (is_latch)
1358         {
1359           redirect_edge_and_branch_force (latch_edge, new_bbs[0]);
1360           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1361                                           loop->header);
1362           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_bbs[0], latch);
1363           latch = loop->latch = new_bbs[n - 1];
1364           e = latch_edge = new_spec_edges[SE_LATCH];
1365         }
1366       else
1367         {
1368           redirect_edge_and_branch_force (new_spec_edges[SE_LATCH],
1369                                           loop->header);
1370           redirect_edge_and_branch_force (e, new_bbs[0]);
1371           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_bbs[0], e->src);
1372           e = new_spec_edges[SE_LATCH];
1373         }
1374
1375       /* Record exit edge in this copy.  */
1376       if (orig && bitmap_bit_p (wont_exit, j + 1))
1377         {
1378           if (to_remove)
1379             to_remove->safe_push (new_spec_edges[SE_ORIG]);
1380           set_zero_probability (new_spec_edges[SE_ORIG]);
1381
1382           /* Scale the frequencies of the blocks dominated by the exit.  */
1383           if (bbs_to_scale)
1384             {
1385               EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (bbs_to_scale, 0, i, bi)
1386                 {
1387                   scale_bbs_frequencies_int (new_bbs + i, 1, scale_after_exit,
1388                                              REG_BR_PROB_BASE);
1389                 }
1390             }
1391         }
1392
1393       /* Record the first copy in the control flow order if it is not
1394          the original loop (i.e. in case of peeling).  */
1395       if (!first_active_latch)
1396         {
1397           memcpy (first_active, new_bbs, n * sizeof (basic_block));
1398           first_active_latch = new_bbs[n - 1];
1399         }
1400
1401       /* Set counts and frequencies.  */
1402       if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1403         {
1404           scale_bbs_frequencies_int (new_bbs, n, scale_act, REG_BR_PROB_BASE);
1405           scale_act = combine_probabilities (scale_act, scale_step[j]);
1406         }
1407     }
1408   free (new_bbs);
1409   free (orig_loops);
1410
1411   /* Record the exit edge in the original loop body, and update the frequencies.  */
1412   if (orig && bitmap_bit_p (wont_exit, 0))
1413     {
1414       if (to_remove)
1415         to_remove->safe_push (orig);
1416       set_zero_probability (orig);
1417
1418       /* Scale the frequencies of the blocks dominated by the exit.  */
1419       if (bbs_to_scale)
1420         {
1421           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (bbs_to_scale, 0, i, bi)
1422             {
1423               scale_bbs_frequencies_int (bbs + i, 1, scale_after_exit,
1424                                          REG_BR_PROB_BASE);
1425             }
1426         }
1427     }
1428
1429   /* Update the original loop.  */
1430   if (!is_latch)
1431     set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, e->dest, e->src);
1432   if (flags & DLTHE_FLAG_UPDATE_FREQ)
1433     {
1434       scale_bbs_frequencies_int (bbs, n, scale_main, REG_BR_PROB_BASE);
1435       free (scale_step);
1436     }
1437
1438   /* Update dominators of outer blocks if affected.  */
1439   for (i = 0; i < n; i++)
1440     {
1441       basic_block dominated, dom_bb;
1442       vec<basic_block> dom_bbs;
1443       unsigned j;
1444
1445       bb = bbs[i];
1446       bb->aux = 0;
1447
1448       dom_bbs = get_dominated_by (CDI_DOMINATORS, bb);
1449       FOR_EACH_VEC_ELT (dom_bbs, j, dominated)
1450         {
1451           if (flow_bb_inside_loop_p (loop, dominated))
1452             continue;
1453           dom_bb = nearest_common_dominator (
1454                         CDI_DOMINATORS, first_active[i], first_active_latch);
1455           set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, dominated, dom_bb);
1456         }
1457       dom_bbs.release ();
1458     }
1459   free (first_active);
1460
1461   free (bbs);
1462   BITMAP_FREE (bbs_to_scale);
1463
1464   return true;
1465 }
1466
1467 /* A callback for make_forwarder block, to redirect all edges except for
1468    MFB_KJ_EDGE to the entry part.  E is the edge for that we should decide
1469    whether to redirect it.  */
1470
1471 edge mfb_kj_edge;
1472 bool
1473 mfb_keep_just (edge e)
1474 {
1475   return e != mfb_kj_edge;
1476 }
1477
1478 /* True when a candidate preheader BLOCK has predecessors from LOOP.  */
1479
1480 static bool
1481 has_preds_from_loop (basic_block block, struct loop *loop)
1482 {
1483   edge e;
1484   edge_iterator ei;
1485
1486   FOR_EACH_EDGE (e, ei, block->preds)
1487     if (e->src->loop_father == loop)
1488       return true;
1489   return false;
1490 }
1491
1492 /* Creates a pre-header for a LOOP.  Returns newly created block.  Unless
1493    CP_SIMPLE_PREHEADERS is set in FLAGS, we only force LOOP to have single
1494    entry; otherwise we also force preheader block to have only one successor.
1495    When CP_FALLTHRU_PREHEADERS is set in FLAGS, we force the preheader block
1496    to be a fallthru predecessor to the loop header and to have only
1497    predecessors from outside of the loop.
1498    The function also updates dominators.  */
1499
1500 basic_block
1501 create_preheader (struct loop *loop, int flags)
1502 {
1503   edge e, fallthru;
1504   basic_block dummy;
1505   int nentry = 0;
1506   bool irred = false;
1507   bool latch_edge_was_fallthru;
1508   edge one_succ_pred = NULL, single_entry = NULL;
1509   edge_iterator ei;
1510
1511   FOR_EACH_EDGE (e, ei, loop->header->preds)
1512     {
1513       if (e->src == loop->latch)
1514         continue;
1515       irred |= (e->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP) != 0;
1516       nentry++;
1517       single_entry = e;
1518       if (single_succ_p (e->src))
1519         one_succ_pred = e;
1520     }
1521   gcc_assert (nentry);
1522   if (nentry == 1)
1523     {
1524       bool need_forwarder_block = false;
1525
1526       /* We do not allow entry block to be the loop preheader, since we
1527              cannot emit code there.  */
1528       if (single_entry->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
1529         need_forwarder_block = true;
1530       else
1531         {
1532           /* If we want simple preheaders, also force the preheader to have
1533              just a single successor.  */
1534           if ((flags & CP_SIMPLE_PREHEADERS)
1535               && !single_succ_p (single_entry->src))
1536             need_forwarder_block = true;
1537           /* If we want fallthru preheaders, also create forwarder block when
1538              preheader ends with a jump or has predecessors from loop.  */
1539           else if ((flags & CP_FALLTHRU_PREHEADERS)
1540                    && (JUMP_P (BB_END (single_entry->src))
1541                        || has_preds_from_loop (single_entry->src, loop)))
1542             need_forwarder_block = true;
1543         }
1544       if (! need_forwarder_block)
1545         return NULL;
1546     }
1547
1548   mfb_kj_edge = loop_latch_edge (loop);
1549   latch_edge_was_fallthru = (mfb_kj_edge->flags & EDGE_FALLTHRU) != 0;
1550   fallthru = make_forwarder_block (loop->header, mfb_keep_just, NULL);
1551   dummy = fallthru->src;
1552   loop->header = fallthru->dest;
1553
1554   /* Try to be clever in placing the newly created preheader.  The idea is to
1555      avoid breaking any "fallthruness" relationship between blocks.
1556
1557      The preheader was created just before the header and all incoming edges
1558      to the header were redirected to the preheader, except the latch edge.
1559      So the only problematic case is when this latch edge was a fallthru
1560      edge: it is not anymore after the preheader creation so we have broken
1561      the fallthruness.  We're therefore going to look for a better place.  */
1562   if (latch_edge_was_fallthru)
1563     {
1564       if (one_succ_pred)
1565         e = one_succ_pred;
1566       else
1567         e = EDGE_PRED (dummy, 0);
1568
1569       move_block_after (dummy, e->src);
1570     }
1571
1572   if (irred)
1573     {
1574       dummy->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1575       single_succ_edge (dummy)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1576     }
1577
1578   if (dump_file)
1579     fprintf (dump_file, "Created preheader block for loop %i\n",
1580              loop->num);
1581
1582   if (flags & CP_FALLTHRU_PREHEADERS)
1583     gcc_assert ((single_succ_edge (dummy)->flags & EDGE_FALLTHRU)
1584                 && !JUMP_P (BB_END (dummy)));
1585
1586   return dummy;
1587 }
1588
1589 /* Create preheaders for each loop; for meaning of FLAGS see create_preheader.  */
1590
1591 void
1592 create_preheaders (int flags)
1593 {
1594   struct loop *loop;
1595
1596   if (!current_loops)
1597     return;
1598
1599   FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
1600     create_preheader (loop, flags);
1601   loops_state_set (LOOPS_HAVE_PREHEADERS);
1602 }
1603
1604 /* Forces all loop latches to have only single successor.  */
1605
1606 void
1607 force_single_succ_latches (void)
1608 {
1609   struct loop *loop;
1610   edge e;
1611
1612   FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
1613     {
1614       if (loop->latch != loop->header && single_succ_p (loop->latch))
1615         continue;
1616
1617       e = find_edge (loop->latch, loop->header);
1618       gcc_checking_assert (e != NULL);
1619
1620       split_edge (e);
1621     }
1622   loops_state_set (LOOPS_HAVE_SIMPLE_LATCHES);
1623 }
1624
1625 /* This function is called from loop_version.  It splits the entry edge
1626    of the loop we want to version, adds the versioning condition, and
1627    adjust the edges to the two versions of the loop appropriately.
1628    e is an incoming edge. Returns the basic block containing the
1629    condition.
1630
1631    --- edge e ---- > [second_head]
1632
1633    Split it and insert new conditional expression and adjust edges.
1634
1635     --- edge e ---> [cond expr] ---> [first_head]
1636                         |
1637                         +---------> [second_head]
1638
1639   THEN_PROB is the probability of then branch of the condition.  */
1640
1641 static basic_block
1642 lv_adjust_loop_entry_edge (basic_block first_head, basic_block second_head,
1643                            edge e, void *cond_expr, unsigned then_prob)
1644 {
1645   basic_block new_head = NULL;
1646   edge e1;
1647
1648   gcc_assert (e->dest == second_head);
1649
1650   /* Split edge 'e'. This will create a new basic block, where we can
1651      insert conditional expr.  */
1652   new_head = split_edge (e);
1653
1654   lv_add_condition_to_bb (first_head, second_head, new_head,
1655                           cond_expr);
1656
1657   /* Don't set EDGE_TRUE_VALUE in RTL mode, as it's invalid there.  */
1658   e = single_succ_edge (new_head);
1659   e1 = make_edge (new_head, first_head,
1660                   current_ir_type () == IR_GIMPLE ? EDGE_TRUE_VALUE : 0);
1661   e1->probability = then_prob;
1662   e->probability = REG_BR_PROB_BASE - then_prob;
1663   e1->count = apply_probability (e->count, e1->probability);
1664   e->count = apply_probability (e->count, e->probability);
1665
1666   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, first_head, new_head);
1667   set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, second_head, new_head);
1668
1669   /* Adjust loop header phi nodes.  */
1670   lv_adjust_loop_header_phi (first_head, second_head, new_head, e1);
1671
1672   return new_head;
1673 }
1674
1675 /* Main entry point for Loop Versioning transformation.
1676
1677    This transformation given a condition and a loop, creates
1678    -if (condition) { loop_copy1 } else { loop_copy2 },
1679    where loop_copy1 is the loop transformed in one way, and loop_copy2
1680    is the loop transformed in another way (or unchanged). 'condition'
1681    may be a run time test for things that were not resolved by static
1682    analysis (overlapping ranges (anti-aliasing), alignment, etc.).
1683
1684    THEN_PROB is the probability of the then edge of the if.  THEN_SCALE
1685    is the ratio by that the frequencies in the original loop should
1686    be scaled.  ELSE_SCALE is the ratio by that the frequencies in the
1687    new loop should be scaled.
1688
1689    If PLACE_AFTER is true, we place the new loop after LOOP in the
1690    instruction stream, otherwise it is placed before LOOP.  */
1691
1692 struct loop *
1693 loop_version (struct loop *loop,
1694               void *cond_expr, basic_block *condition_bb,
1695               unsigned then_prob, unsigned then_scale, unsigned else_scale,
1696               bool place_after)
1697 {
1698   basic_block first_head, second_head;
1699   edge entry, latch_edge, true_edge, false_edge;
1700   int irred_flag;
1701   struct loop *nloop;
1702   basic_block cond_bb;
1703
1704   /* Record entry and latch edges for the loop */
1705   entry = loop_preheader_edge (loop);
1706   irred_flag = entry->flags & EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1707   entry->flags &= ~EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1708
1709   /* Note down head of loop as first_head.  */
1710   first_head = entry->dest;
1711
1712   /* Duplicate loop.  */
1713   if (!cfg_hook_duplicate_loop_to_header_edge (loop, entry, 1,
1714                                                NULL, NULL, NULL, 0))
1715     {
1716       entry->flags |= irred_flag;
1717       return NULL;
1718     }
1719
1720   /* After duplication entry edge now points to new loop head block.
1721      Note down new head as second_head.  */
1722   second_head = entry->dest;
1723
1724   /* Split loop entry edge and insert new block with cond expr.  */
1725   cond_bb =  lv_adjust_loop_entry_edge (first_head, second_head,
1726                                         entry, cond_expr, then_prob);
1727   if (condition_bb)
1728     *condition_bb = cond_bb;
1729
1730   if (!cond_bb)
1731     {
1732       entry->flags |= irred_flag;
1733       return NULL;
1734     }
1735
1736   latch_edge = single_succ_edge (get_bb_copy (loop->latch));
1737
1738   extract_cond_bb_edges (cond_bb, &true_edge, &false_edge);
1739   nloop = loopify (latch_edge,
1740                    single_pred_edge (get_bb_copy (loop->header)),
1741                    cond_bb, true_edge, false_edge,
1742                    false /* Do not redirect all edges.  */,
1743                    then_scale, else_scale);
1744
1745   copy_loop_info (loop, nloop);
1746
1747   /* loopify redirected latch_edge. Update its PENDING_STMTS.  */
1748   lv_flush_pending_stmts (latch_edge);
1749
1750   /* loopify redirected condition_bb's succ edge. Update its PENDING_STMTS.  */
1751   extract_cond_bb_edges (cond_bb, &true_edge, &false_edge);
1752   lv_flush_pending_stmts (false_edge);
1753   /* Adjust irreducible flag.  */
1754   if (irred_flag)
1755     {
1756       cond_bb->flags |= BB_IRREDUCIBLE_LOOP;
1757       loop_preheader_edge (loop)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1758       loop_preheader_edge (nloop)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1759       single_pred_edge (cond_bb)->flags |= EDGE_IRREDUCIBLE_LOOP;
1760     }
1761
1762   if (place_after)
1763     {
1764       basic_block *bbs = get_loop_body_in_dom_order (nloop), after;
1765       unsigned i;
1766
1767       after = loop->latch;
1768
1769       for (i = 0; i < nloop->num_nodes; i++)
1770         {
1771           move_block_after (bbs[i], after);
1772           after = bbs[i];
1773         }
1774       free (bbs);
1775     }
1776
1777   /* At this point condition_bb is loop preheader with two successors,
1778      first_head and second_head.   Make sure that loop preheader has only
1779      one successor.  */
1780   split_edge (loop_preheader_edge (loop));
1781   split_edge (loop_preheader_edge (nloop));
1782
1783   return nloop;
1784 }