]> git.ipfire.org Git - thirdparty/gcc.git/blobdiff - gcc/loop-doloop.c
[Ada] Improved support for aspect alignment in CCG
[thirdparty/gcc.git] / gcc / loop-doloop.c
index 4ace1748358c758593dd9f3273a2ad3964c15500..02282d45bd545cbd3b207ec2b637196d226b9dfc 100644 (file)
@@ -1,6 +1,5 @@
 /* Perform doloop optimizations
-   Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010
-   Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2004-2020 Free Software Foundation, Inc.
    Based on code by Michael P. Hayes (m.hayes@elec.canterbury.ac.nz)
 
 This file is part of GCC.
@@ -22,17 +21,21 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 #include "config.h"
 #include "system.h"
 #include "coretypes.h"
-#include "tm.h"
+#include "backend.h"
+#include "target.h"
 #include "rtl.h"
-#include "flags.h"
+#include "tree.h"
+#include "cfghooks.h"
+#include "memmodel.h"
+#include "emit-rtl.h"
+#include "dojump.h"
 #include "expr.h"
-#include "hard-reg-set.h"
-#include "basic-block.h"
-#include "diagnostic-core.h"
-#include "tm_p.h"
 #include "cfgloop.h"
-#include "params.h"
-#include "target.h"
+#include "cfgrtl.h"
+#include "dumpfile.h"
+#include "loop-unroll.h"
+#include "regs.h"
+#include "df.h"
 
 /* This module is used to modify loops with a determinable number of
    iterations to use special low-overhead looping instructions.
@@ -63,13 +66,11 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
    register cannot be used for anything else but doloop -- ??? detect these
    cases).  */
 
-#ifdef HAVE_doloop_end
-
 /* Return the loop termination condition for PATTERN or zero
    if it is not a decrement and branch jump insn.  */
 
 rtx
-doloop_condition_get (rtx doloop_pat)
+doloop_condition_get (rtx_insn *doloop_pat)
 {
   rtx cmp;
   rtx inc;
@@ -113,7 +114,7 @@ doloop_condition_get (rtx doloop_pat)
   if (GET_CODE (pattern) != PARALLEL)
     {
       rtx cond;
-      rtx prev_insn = prev_nondebug_insn (doloop_pat);
+      rtx_insn *prev_insn = prev_nondebug_insn (doloop_pat);
       rtx cmp_arg1, cmp_arg2;
       rtx cmp_orig;
 
@@ -151,10 +152,13 @@ doloop_condition_get (rtx doloop_pat)
        }
       else
         inc = PATTERN (prev_insn);
-      /* We expect the condition to be of the form (reg != 0)  */
-      cond = XEXP (SET_SRC (cmp), 0);
-      if (GET_CODE (cond) != NE || XEXP (cond, 1) != const0_rtx)
-        return 0;
+      if (GET_CODE (cmp) == SET && GET_CODE (SET_SRC (cmp)) == IF_THEN_ELSE)
+       {
+         /* We expect the condition to be of the form (reg != 0)  */
+         cond = XEXP (SET_SRC (cmp), 0);
+         if (GET_CODE (cond) != NE || XEXP (cond, 1) != const0_rtx)
+           return 0;
+       }
     }
   else
     {
@@ -258,10 +262,10 @@ doloop_condition_get (rtx doloop_pat)
    describes the number of iterations of the loop.  */
 
 static bool
-doloop_valid_p (struct loop *loop, struct niter_desc *desc)
+doloop_valid_p (class loop *loop, class niter_desc *desc)
 {
   basic_block *body = get_loop_body (loop), bb;
-  rtx insn;
+  rtx_insn *insn;
   unsigned i;
   bool result = true;
 
@@ -336,11 +340,14 @@ cleanup:
 static bool
 add_test (rtx cond, edge *e, basic_block dest)
 {
-  rtx seq, jump, label;
-  enum machine_mode mode;
+  rtx_insn *seq, *jump;
+  rtx_code_label *label;
+  machine_mode mode;
   rtx op0 = XEXP (cond, 0), op1 = XEXP (cond, 1);
   enum rtx_code code = GET_CODE (cond);
   basic_block bb;
+  /* The jump is supposed to handle an unlikely special case.  */
+  profile_probability prob = profile_probability::guessed_never ();
 
   mode = GET_MODE (XEXP (cond, 0));
   if (mode == VOIDmode)
@@ -350,8 +357,8 @@ add_test (rtx cond, edge *e, basic_block dest)
   op0 = force_operand (op0, NULL_RTX);
   op1 = force_operand (op1, NULL_RTX);
   label = block_label (dest);
-  do_compare_rtx_and_jump (op0, op1, code, 0, mode, NULL_RTX,
-                          NULL_RTX, label, -1);
+  do_compare_rtx_and_jump (op0, op1, code, 0, mode, NULL_RTX, NULL, label,
+                          prob);
 
   jump = get_last_insn ();
   if (!jump || !JUMP_P (jump))
@@ -362,6 +369,7 @@ add_test (rtx cond, edge *e, basic_block dest)
     }
 
   seq = get_insns ();
+  unshare_all_rtl_in_chain (seq);
   end_sequence ();
 
   /* There always is at least the jump insn in the sequence.  */
@@ -380,15 +388,51 @@ add_test (rtx cond, edge *e, basic_block dest)
 
   JUMP_LABEL (jump) = label;
 
-  /* The jump is supposed to handle an unlikely special case.  */
-  add_reg_note (jump, REG_BR_PROB, const0_rtx);
-
   LABEL_NUSES (label)++;
 
-  make_edge (bb, dest, (*e)->flags & ~EDGE_FALLTHRU);
+  edge e2 = make_edge (bb, dest, (*e)->flags & ~EDGE_FALLTHRU);
+  e2->probability = prob;
+  (*e)->probability = prob.invert ();
+  update_br_prob_note (e2->src);
   return true;
 }
 
+/* Fold (add -1; zero_ext; add +1) operations to zero_ext if not wrapping. i.e:
+
+   73: r145:SI=r123:DI#0-0x1
+   74: r144:DI=zero_extend (r145:SI)
+   75: r143:DI=r144:DI+0x1
+   ...
+   31: r135:CC=cmp (r123:DI,0)
+   72: {pc={(r143:DI!=0x1)?L70:pc};r143:DI=r143:DI-0x1;...}
+
+   r123:DI#0-0x1 is param count derived from loop->niter_expr equal to number of
+   loop iterations, if loop iterations expression doesn't overflow, then
+   (zero_extend (r123:DI#0-1))+1 can be simplified to zero_extend.  */
+
+static rtx
+doloop_simplify_count (class loop *loop, scalar_int_mode mode, rtx count)
+{
+  widest_int iterations;
+  if (GET_CODE (count) == ZERO_EXTEND)
+    {
+      rtx extop0 = XEXP (count, 0);
+      if (GET_CODE (extop0) == PLUS)
+       {
+         rtx addop0 = XEXP (extop0, 0);
+         rtx addop1 = XEXP (extop0, 1);
+
+         if (get_max_loop_iterations (loop, &iterations)
+             && wi::ltu_p (iterations, GET_MODE_MASK (GET_MODE (addop0)))
+             && addop1 == constm1_rtx)
+           return simplify_gen_unary (ZERO_EXTEND, mode, addop0,
+                                      GET_MODE (addop0));
+       }
+    }
+
+  return simplify_gen_binary (PLUS, mode, count, const1_rtx);
+}
+
 /* Modify the loop to use the low-overhead looping insn where LOOP
    describes the loop, DESC describes the number of iterations of the
    loop, and DOLOOP_INSN is the low-overhead looping insn to emit at the
@@ -396,19 +440,19 @@ add_test (rtx cond, edge *e, basic_block dest)
    DOLOOP_SEQ.  COUNT is the number of iterations of the LOOP.  */
 
 static void
-doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
-              rtx doloop_seq, rtx condition, rtx count)
+doloop_modify (class loop *loop, class niter_desc *desc,
+              rtx_insn *doloop_seq, rtx condition, rtx count)
 {
   rtx counter_reg;
   rtx tmp, noloop = NULL_RTX;
-  rtx sequence;
-  rtx jump_insn;
-  rtx jump_label;
+  rtx_insn *sequence;
+  rtx_insn *jump_insn;
+  rtx_code_label *jump_label;
   int nonneg = 0;
   bool increment_count;
   basic_block loop_end = desc->out_edge->src;
-  enum machine_mode mode;
-  rtx true_prob_val;
+  scalar_int_mode mode;
+  widest_int iterations;
 
   jump_insn = BB_END (loop_end);
 
@@ -416,16 +460,12 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
     {
       fprintf (dump_file, "Doloop: Inserting doloop pattern (");
       if (desc->const_iter)
-       fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, desc->niter);
+       fprintf (dump_file, "%" PRId64, desc->niter);
       else
        fputs ("runtime", dump_file);
       fputs (" iterations).\n", dump_file);
     }
 
-  /* Get the probability of the original branch. If it exists we would
-     need to update REG_BR_PROB of the new jump_insn.  */
-  true_prob_val = find_reg_note (jump_insn, REG_BR_PROB, NULL_RTX);
-
   /* Discard original jump to continue loop.  The original compare
      result may still be live, so it cannot be discarded explicitly.  */
   delete_insn (jump_insn);
@@ -433,7 +473,8 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
   counter_reg = XEXP (condition, 0);
   if (GET_CODE (counter_reg) == PLUS)
     counter_reg = XEXP (counter_reg, 0);
-  mode = GET_MODE (counter_reg);
+  /* These patterns must operate on integer counters.  */
+  mode = as_a <scalar_int_mode> (GET_MODE (counter_reg));
 
   increment_count = false;
   switch (GET_CODE (condition))
@@ -459,9 +500,10 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
 
       /* Determine if the iteration counter will be non-negative.
         Note that the maximum value loaded is iterations_max - 1.  */
-      if (desc->niter_max
-         <= ((unsigned HOST_WIDEST_INT) 1
-             << (GET_MODE_PRECISION (mode) - 1)))
+      if (get_max_loop_iterations (loop, &iterations)
+         && wi::leu_p (iterations,
+                       wi::set_bit_in_zero <widest_int>
+                       (GET_MODE_PRECISION (mode) - 1)))
        nonneg = 1;
       break;
 
@@ -471,13 +513,17 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
     }
 
   if (increment_count)
-    count = simplify_gen_binary (PLUS, mode, count, const1_rtx);
+    count = doloop_simplify_count (loop, mode, count);
 
   /* Insert initialization of the count register into the loop header.  */
   start_sequence ();
+  /* count has been already copied through copy_rtx.  */
+  reset_used_flags (count);
+  set_used_flags (condition);
   tmp = force_operand (count, counter_reg);
   convert_move (counter_reg, tmp, 1);
   sequence = get_insns ();
+  unshare_all_rtl_in_chain (sequence);
   end_sequence ();
   emit_insn_after (sequence, BB_END (loop_preheader_edge (loop)->src));
 
@@ -485,10 +531,8 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
     {
       rtx ass = copy_rtx (desc->noloop_assumptions);
       basic_block preheader = loop_preheader_edge (loop)->src;
-      basic_block set_zero
-             = split_edge (loop_preheader_edge (loop));
-      basic_block new_preheader
-             = split_edge (loop_preheader_edge (loop));
+      basic_block set_zero = split_edge (loop_preheader_edge (loop));
+      basic_block new_preheader = split_edge (loop_preheader_edge (loop));
       edge te;
 
       /* Expand the condition testing the assumptions and if it does not pass,
@@ -496,8 +540,7 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
       redirect_edge_and_branch_force (single_succ_edge (preheader), new_preheader);
       set_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, new_preheader, preheader);
 
-      set_zero->count = 0;
-      set_zero->frequency = 0;
+      set_zero->count = profile_count::uninitialized ();
 
       te = single_succ_edge (preheader);
       for (; ass; ass = XEXP (ass, 1))
@@ -513,7 +556,6 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
             also be very hard to show that it is impossible, so we must
             handle this case.  */
          set_zero->count = preheader->count;
-         set_zero->frequency = preheader->frequency;
        }
 
       if (EDGE_COUNT (set_zero->preds) == 0)
@@ -543,24 +585,9 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
 
   /* Some targets (eg, C4x) need to initialize special looping
      registers.  */
-#ifdef HAVE_doloop_begin
-  {
-    rtx init;
-    unsigned level = get_loop_level (loop) + 1;
-    init = gen_doloop_begin (counter_reg,
-                            desc->const_iter ? desc->niter_expr : const0_rtx,
-                            GEN_INT (desc->niter_max),
-                            GEN_INT (level));
-    if (init)
-      {
-       start_sequence ();
-       emit_insn (init);
-       sequence = get_insns ();
-       end_sequence ();
-       emit_insn_after (sequence, BB_END (loop_preheader_edge (loop)->src));
-      }
-  }
-#endif
+  if (targetm.have_doloop_begin ())
+    if (rtx_insn *seq = targetm.gen_doloop_begin (counter_reg, doloop_seq))
+      emit_insn_after (seq, BB_END (loop_preheader_edge (loop)->src));
 
   /* Insert the new low-overhead looping insn.  */
   emit_jump_insn_after (doloop_seq, BB_END (loop_end));
@@ -580,11 +607,28 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
     add_reg_note (jump_insn, REG_NONNEG, NULL_RTX);
 
   /* Update the REG_BR_PROB note.  */
-  if (true_prob_val)
+  if (desc->in_edge->probability.initialized_p ())
+    add_reg_br_prob_note (jump_insn, desc->in_edge->probability);
+}
+
+/* Called through note_stores.  */
+
+static void
+record_reg_sets (rtx x, const_rtx pat ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
+{
+  bitmap mod = (bitmap)data;
+  if (REG_P (x))
     {
-      /* Seems safer to use the branch probability.  */
-      add_reg_note (jump_insn, REG_BR_PROB,
-                   GEN_INT (desc->in_edge->probability));
+      unsigned int regno = REGNO (x);
+      if (HARD_REGISTER_P (x))
+       {
+         unsigned int end_regno = end_hard_regno (GET_MODE (x), regno);
+         do
+           bitmap_set_bit (mod, regno);
+         while (++regno < end_regno);
+       }
+      else
+       bitmap_set_bit (mod, regno);
     }
 }
 
@@ -594,19 +638,21 @@ doloop_modify (struct loop *loop, struct niter_desc *desc,
    modified.  */
 
 static bool
-doloop_optimize (struct loop *loop)
+doloop_optimize (class loop *loop)
 {
-  enum machine_mode mode;
-  rtx doloop_seq, doloop_pat, doloop_reg;
-  rtx iterations, count;
-  rtx iterations_max;
-  rtx start_label;
+  scalar_int_mode mode;
+  rtx doloop_reg;
+  rtx count;
+  widest_int iterations, iterations_max;
+  rtx_code_label *start_label;
   rtx condition;
-  unsigned level, est_niter;
+  unsigned level;
+  HOST_WIDE_INT est_niter;
   int max_cost;
-  struct niter_desc *desc;
+  class niter_desc *desc;
   unsigned word_mode_size;
   unsigned HOST_WIDE_INT word_mode_max;
+  int entered_at_top;
 
   if (dump_file)
     fprintf (dump_file, "Doloop: Processing loop %d.\n", loop->num);
@@ -626,27 +672,22 @@ doloop_optimize (struct loop *loop)
     }
   mode = desc->mode;
 
-  est_niter = 3;
-  if (desc->const_iter)
-    est_niter = desc->niter;
-  /* If the estimate on number of iterations is reliable (comes from profile
-     feedback), use it.  Do not use it normally, since the expected number
-     of iterations of an unrolled loop is 2.  */
-  if (loop->header->count)
-    est_niter = expected_loop_iterations (loop);
-
-  if (est_niter < 3)
+  est_niter = get_estimated_loop_iterations_int (loop);
+  if (est_niter == -1)
+    est_niter = get_likely_max_loop_iterations_int (loop);
+
+  if (est_niter >= 0 && est_niter < 3)
     {
       if (dump_file)
        fprintf (dump_file,
                 "Doloop: Too few iterations (%u) to be profitable.\n",
-                est_niter);
+                (unsigned int)est_niter);
       return false;
     }
 
   max_cost
-    = COSTS_N_INSNS (PARAM_VALUE (PARAM_MAX_ITERATIONS_COMPUTATION_COST));
-  if (set_src_cost (desc->niter_expr, optimize_loop_for_speed_p (loop))
+    = COSTS_N_INSNS (param_max_iterations_computation_cost);
+  if (set_src_cost (desc->niter_expr, mode, optimize_loop_for_speed_p (loop))
       > max_cost)
     {
       if (dump_file)
@@ -655,48 +696,48 @@ doloop_optimize (struct loop *loop)
       return false;
     }
 
-  count = copy_rtx (desc->niter_expr);
-  iterations = desc->const_iter ? desc->niter_expr : const0_rtx;
-  iterations_max = GEN_INT (desc->niter_max);
+  if (desc->const_iter)
+    iterations = widest_int::from (rtx_mode_t (desc->niter_expr, mode),
+                                  UNSIGNED);
+  else
+    iterations = 0;
+  if (!get_max_loop_iterations (loop, &iterations_max))
+    iterations_max = 0;
   level = get_loop_level (loop) + 1;
+  entered_at_top = (loop->latch == desc->in_edge->dest
+                   && contains_no_active_insn_p (loop->latch));
+  if (!targetm.can_use_doloop_p (iterations, iterations_max, level,
+                                entered_at_top))
+    {
+      if (dump_file)
+       fprintf (dump_file, "Loop rejected by can_use_doloop_p.\n");
+      return false;
+    }
 
   /* Generate looping insn.  If the pattern FAILs then give up trying
      to modify the loop since there is some aspect the back-end does
      not like.  */
+  count = copy_rtx (desc->niter_expr);
   start_label = block_label (desc->in_edge->dest);
   doloop_reg = gen_reg_rtx (mode);
-  doloop_seq = gen_doloop_end (doloop_reg, iterations, iterations_max,
-                              GEN_INT (level), start_label);
+  rtx_insn *doloop_seq = targetm.gen_doloop_end (doloop_reg, start_label);
 
   word_mode_size = GET_MODE_PRECISION (word_mode);
-  word_mode_max
-         = ((unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (word_mode_size - 1) << 1) - 1;
+  word_mode_max = (HOST_WIDE_INT_1U << (word_mode_size - 1) << 1) - 1;
   if (! doloop_seq
       && mode != word_mode
       /* Before trying mode different from the one in that # of iterations is
         computed, we must be sure that the number of iterations fits into
         the new mode.  */
       && (word_mode_size >= GET_MODE_PRECISION (mode)
-         || desc->niter_max <= word_mode_max))
+         || wi::leu_p (iterations_max, word_mode_max)))
     {
       if (word_mode_size > GET_MODE_PRECISION (mode))
-       {
-         count = simplify_gen_unary (ZERO_EXTEND, word_mode,
-                                     count, mode);
-         iterations = simplify_gen_unary (ZERO_EXTEND, word_mode,
-                                          iterations, mode);
-         iterations_max = simplify_gen_unary (ZERO_EXTEND, word_mode,
-                                              iterations_max, mode);
-       }
+       count = simplify_gen_unary (ZERO_EXTEND, word_mode, count, mode);
       else
-       {
-         count = lowpart_subreg (word_mode, count, mode);
-         iterations = lowpart_subreg (word_mode, iterations, mode);
-         iterations_max = lowpart_subreg (word_mode, iterations_max, mode);
-       }
+       count = lowpart_subreg (word_mode, count, mode);
       PUT_MODE (doloop_reg, word_mode);
-      doloop_seq = gen_doloop_end (doloop_reg, iterations, iterations_max,
-                                  GEN_INT (level), start_label);
+      doloop_seq = targetm.gen_doloop_end (doloop_reg, start_label);
     }
   if (! doloop_seq)
     {
@@ -707,25 +748,38 @@ doloop_optimize (struct loop *loop)
     }
 
   /* If multiple instructions were created, the last must be the
-     jump instruction.  Also, a raw define_insn may yield a plain
-     pattern.  */
-  doloop_pat = doloop_seq;
-  if (INSN_P (doloop_pat))
-    {
-      while (NEXT_INSN (doloop_pat) != NULL_RTX)
-       doloop_pat = NEXT_INSN (doloop_pat);
-      if (!JUMP_P (doloop_pat))
-       doloop_pat = NULL_RTX;
-    }
-
-  if (! doloop_pat
-      || ! (condition = doloop_condition_get (doloop_pat)))
+     jump instruction.  */
+  rtx_insn *doloop_insn = doloop_seq;
+  while (NEXT_INSN (doloop_insn) != NULL_RTX)
+    doloop_insn = NEXT_INSN (doloop_insn);
+  if (!JUMP_P (doloop_insn)
+      || !(condition = doloop_condition_get (doloop_insn)))
     {
       if (dump_file)
        fprintf (dump_file, "Doloop: Unrecognizable doloop pattern!\n");
       return false;
     }
 
+  /* Ensure that the new sequence doesn't clobber a register that
+     is live at the end of the block.  */
+  {
+    bitmap modified = BITMAP_ALLOC (NULL);
+
+    for (rtx_insn *i = doloop_seq; i != NULL; i = NEXT_INSN (i))
+      note_stores (i, record_reg_sets, modified);
+
+    basic_block loop_end = desc->out_edge->src;
+    bool fail = bitmap_intersect_p (df_get_live_out (loop_end), modified);
+    BITMAP_FREE (modified);
+
+    if (fail)
+      {
+       if (dump_file)
+         fprintf (dump_file, "Doloop: doloop pattern clobbers live out\n");
+       return false;
+      }
+  }
+
   doloop_modify (loop, desc, doloop_seq, condition, count);
   return true;
 }
@@ -735,19 +789,23 @@ doloop_optimize (struct loop *loop)
 void
 doloop_optimize_loops (void)
 {
-  loop_iterator li;
-  struct loop *loop;
+  class loop *loop;
+
+  if (optimize == 1)
+    {
+      df_live_add_problem ();
+      df_live_set_all_dirty ();
+    }
 
-  FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
+  FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
     {
       doloop_optimize (loop);
     }
 
+  if (optimize == 1)
+    df_remove_problem (df_live);
+
   iv_analysis_done ();
 
-#ifdef ENABLE_CHECKING
-  verify_loop_structure ();
-#endif
+  checking_verify_loop_structure ();
 }
-#endif /* HAVE_doloop_end */
-