OSDN Git Service

* config/rs6000/rs6000.c (spe_init_builtins,
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* TODO
24    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
25    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
26      calc of how many regs are available in each class and use that to
27      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
28    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
29      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
30      allows more load motion, particularly out of loops.
31    - ability to realloc sbitmap vectors would allow one initial computation
32      of reg_set_in_block with only subsequent additions, rather than
33      recomputing it for each pass
34
35 */
36
37 /* References searched while implementing this.
38
39    Compilers Principles, Techniques and Tools
40    Aho, Sethi, Ullman
41    Addison-Wesley, 1988
42
43    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
44    E. Morel, C. Renvoise
45    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
46
47    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
48    Frederick Chow
49    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
50
51    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
52    D.M. Dhamdhere
53    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
54
55    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
56    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
57    K-H Drechsler, M.P. Stadel
58    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
59
60    Practical Adaptation of the Global Optimization
61    Algorithm of Morel and Renvoise
62    D.M. Dhamdhere
63    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
64
65    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
66    Dependence Graph
67    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
68    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
69
70    Lazy Code Motion
71    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
72    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
73
74    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
75    Time for Reducible Flow Control
76    Thomas Ball
77    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
78    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
79
80    An Efficient Representation for Sparse Sets
81    Preston Briggs, Linda Torczon
82    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
83    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
84
85    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
86    K-H Drechsler, M.P. Stadel
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
88
89    Partial Dead Code Elimination
90    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    Effective Partial Redundancy Elimination
94    P. Briggs, K.D. Cooper
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
98    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
99    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
100
101    Optimal Code Motion: Theory and Practice
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
104
105    The power of assignment motion
106    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Global code motion / global value numbering
110    C. Click
111    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
112
113    Value Driven Redundancy Elimination
114    L.T. Simpson
115    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
116
117    Value Numbering
118    L.T. Simpson
119    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
120
121    High Performance Compilers for Parallel Computing
122    Michael Wolfe
123    Addison-Wesley, 1996
124
125    Advanced Compiler Design and Implementation
126    Steven Muchnick
127    Morgan Kaufmann, 1997
128
129    Building an Optimizing Compiler
130    Robert Morgan
131    Digital Press, 1998
132
133    People wishing to speed up the code here should read:
134      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
135      B.G. Ryder, M.C. Paull
136      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
137
138      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
139      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
140      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
141
142    People wishing to do something different can find various possibilities
143    in the above papers and elsewhere.
144 */
145
146 #include "config.h"
147 #include "system.h"
148 #include "toplev.h"
149
150 #include "rtl.h"
151 #include "tm_p.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "hard-reg-set.h"
154 #include "flags.h"
155 #include "real.h"
156 #include "insn-config.h"
157 #include "recog.h"
158 #include "basic-block.h"
159 #include "output.h"
160 #include "function.h"
161 #include "expr.h"
162 #include "except.h"
163 #include "ggc.h"
164 #include "params.h"
165 #include "cselib.h"
166
167 #include "obstack.h"
168
169 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
170    moving loop invariant calculations out of loops.
171
172    Originally this tended to create worse overall code, but several
173    improvements during the development of PRE seem to have made following
174    back edges generally a win.
175
176    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
177    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
178    out of loops.  At some point we might need to move some of those
179    heuristics into gcse.c.  */
180
181 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
182    are a superset of those done by GCSE.
183
184    We perform the following steps:
185
186    1) Compute basic block information.
187
188    2) Compute table of places where registers are set.
189
190    3) Perform copy/constant propagation.
191
192    4) Perform global cse.
193
194    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
195
196    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
197    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
198    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
199    GCSE will try to use an existing register containing the common
200    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
201    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
202
203    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
204    (set (pseudo-reg) (expression)).
205    Function want_to_gcse_p says what these are.
206
207    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
208    partially redundant).
209
210    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
211    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
212    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
213
214    **********************
215
216    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
217    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
218    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
219    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
220    the expense.
221
222    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
223    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
224    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
225    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
226
227    It was found doing copy propagation between each pass enables further
228    substitutions.
229
230    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
231    awhile to converge.  Hence we only perform one pass.  The parameter max-gcse-passes can
232    be modified if one wants to experiment.
233
234    **********************
235
236    The steps for PRE are:
237
238    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
239
240    2) Perform the data flow analysis for PRE.
241
242    3) Delete the redundant instructions
243
244    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
245       redundant instructions fully redundant.
246
247    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
248       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
249
250    The deletion is done first so that when we do insertions we
251    know which pseudo reg to use.
252
253    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
254    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
255    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
256
257    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
258    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
259    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
260    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
261    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
262    each register in each block and thus can try to use an existing register.
263
264    **********************
265
266    A fair bit of simplicity is created by creating small functions for simple
267    tasks, even when the function is only called in one place.  This may
268    measurably slow things down [or may not] by creating more function call
269    overhead than is necessary.  The source is laid out so that it's trivial
270    to make the affected functions inline so that one can measure what speed
271    up, if any, can be achieved, and maybe later when things settle things can
272    be rearranged.
273
274    Help stamp out big monolithic functions!  */
275 \f
276 /* GCSE global vars.  */
277
278 /* -dG dump file.  */
279 static FILE *gcse_file;
280
281 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
282    want to do this for two cases.
283
284     * If we changed any jumps via cprop.
285
286     * If we added any labels via edge splitting.  */
287
288 static int run_jump_opt_after_gcse;
289
290 /* Bitmaps are normally not included in debugging dumps.
291    However it's useful to be able to print them from GDB.
292    We could create special functions for this, but it's simpler to
293    just allow passing stderr to the dump_foo fns.  Since stderr can
294    be a macro, we store a copy here.  */
295 static FILE *debug_stderr;
296
297 /* An obstack for our working variables.  */
298 static struct obstack gcse_obstack;
299
300 /* Non-zero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
301    This is trivially true for integer and floating point values.
302    It may or may not be true for condition codes.  */
303 static char can_copy_p[(int) NUM_MACHINE_MODES];
304
305 /* Non-zero if can_copy_p has been initialized.  */
306 static int can_copy_init_p;
307
308 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
309
310 /* Hash table of expressions.  */
311
312 struct expr
313 {
314   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
315   rtx expr;
316   /* Index in the available expression bitmaps.  */
317   int bitmap_index;
318   /* Next entry with the same hash.  */
319   struct expr *next_same_hash;
320   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
321      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
322      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
323      to the occurrence and the output is not used between the start of
324      the block and the occurrence.  */
325   struct occr *antic_occr;
326   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
327      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
328      basic block and the operands are not modified by following statements in
329      the basic block [including this insn].  */
330   struct occr *avail_occr;
331   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
332      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
333      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
334   rtx reaching_reg;
335 };
336
337 /* Occurrence of an expression.
338    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
339    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
340
341 struct occr
342 {
343   /* Next occurrence of this expression.  */
344   struct occr *next;
345   /* The insn that computes the expression.  */
346   rtx insn;
347   /* Non-zero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
348   char deleted_p;
349   /* Non-zero if this [available] occurrence has been copied to
350      reaching_reg.  */
351   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
352      the same byte.  */
353   char copied_p;
354 };
355
356 /* Expression and copy propagation hash tables.
357    Each hash table is an array of buckets.
358    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
359    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
360    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
361    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
362    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
363    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
364
365 /* Total size of the expression hash table, in elements.  */
366 static unsigned int expr_hash_table_size;
367
368 /* The table itself.
369    This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
370 static struct expr **expr_hash_table;
371
372 /* Total size of the copy propagation hash table, in elements.  */
373 static unsigned int set_hash_table_size;
374
375 /* The table itself.
376    This is an array of `set_hash_table_size' elements.  */
377 static struct expr **set_hash_table;
378
379 /* Mapping of uids to cuids.
380    Only real insns get cuids.  */
381 static int *uid_cuid;
382
383 /* Highest UID in UID_CUID.  */
384 static int max_uid;
385
386 /* Get the cuid of an insn.  */
387 #ifdef ENABLE_CHECKING
388 #define INSN_CUID(INSN) (INSN_UID (INSN) > max_uid ? (abort (), 0) : uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
389 #else
390 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
391 #endif
392
393 /* Number of cuids.  */
394 static int max_cuid;
395
396 /* Mapping of cuids to insns.  */
397 static rtx *cuid_insn;
398
399 /* Get insn from cuid.  */
400 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
401
402 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
403    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
404    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
405 static unsigned int max_gcse_regno;
406
407 /* Maximum number of cse-able expressions found.  */
408 static int n_exprs;
409
410 /* Maximum number of assignments for copy propagation found.  */
411 static int n_sets;
412
413 /* Table of registers that are modified.
414
415    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
416    is set.
417
418    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
419    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
420    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
421
422    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
423    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
424    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
425    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
426    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
427    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
428    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
429    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
430    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
431    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
432    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
433    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
434    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
435
436 typedef struct reg_set
437 {
438   /* The next setting of this register.  */
439   struct reg_set *next;
440   /* The insn where it was set.  */
441   rtx insn;
442 } reg_set;
443
444 static reg_set **reg_set_table;
445
446 /* Size of `reg_set_table'.
447    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
448    necessary.  */
449 static int reg_set_table_size;
450
451 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
452 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
453
454 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
455    or store motion.
456    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
457    anything except itself. (ie, loads and stores to a single location).
458    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
459    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
460    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
461    no side effects so we can re-issue the setter value.
462    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
463    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
464
465 struct ls_expr
466 {
467   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
468   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
469   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
470   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
471   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
472   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
473   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
474   int hash_index;               /* Index when in a hash table.  */
475   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
476 };
477
478 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
479 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
480
481 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
482    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
483    the start of the basic block.  */
484 static regset reg_set_bitmap;
485
486 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
487    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
488    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
489    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
490    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
491 static sbitmap *reg_set_in_block;
492
493 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
494    memory within that block.  */
495 static rtx * modify_mem_list;
496 bitmap modify_mem_list_set;
497
498 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
499 static rtx * canon_modify_mem_list;
500 bitmap canon_modify_mem_list_set;
501 /* Various variables for statistics gathering.  */
502
503 /* Memory used in a pass.
504    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
505    to keep an eye on memory usage.  */
506 static int bytes_used;
507
508 /* GCSE substitutions made.  */
509 static int gcse_subst_count;
510 /* Number of copy instructions created.  */
511 static int gcse_create_count;
512 /* Number of constants propagated.  */
513 static int const_prop_count;
514 /* Number of copys propagated.  */
515 static int copy_prop_count;
516 \f
517 /* These variables are used by classic GCSE.
518    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
519    be declared sooner.  */
520
521 /* Each block has a bitmap of each type.
522    The length of each blocks bitmap is:
523
524        max_cuid  - for reaching definitions
525        n_exprs - for available expressions
526
527    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
528    rd_kill[block_num][cuid_num]
529    ae_kill[block_num][expr_num]                  */
530
531 /* For reaching defs */
532 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
533
534 /* for available exprs */
535 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
536
537 /* Objects of this type are passed around by the null-pointer check
538    removal routines.  */
539 struct null_pointer_info
540 {
541   /* The basic block being processed.  */
542   basic_block current_block;
543   /* The first register to be handled in this pass.  */
544   unsigned int min_reg;
545   /* One greater than the last register to be handled in this pass.  */
546   unsigned int max_reg;
547   sbitmap *nonnull_local;
548   sbitmap *nonnull_killed;
549 };
550 \f
551 static void compute_can_copy    PARAMS ((void));
552 static char *gmalloc            PARAMS ((unsigned int));
553 static char *grealloc           PARAMS ((char *, unsigned int));
554 static char *gcse_alloc         PARAMS ((unsigned long));
555 static void alloc_gcse_mem      PARAMS ((rtx));
556 static void free_gcse_mem       PARAMS ((void));
557 static void alloc_reg_set_mem   PARAMS ((int));
558 static void free_reg_set_mem    PARAMS ((void));
559 static int get_bitmap_width     PARAMS ((int, int, int));
560 static void record_one_set      PARAMS ((int, rtx));
561 static void record_set_info     PARAMS ((rtx, rtx, void *));
562 static void compute_sets        PARAMS ((rtx));
563 static void hash_scan_insn      PARAMS ((rtx, int, int));
564 static void hash_scan_set       PARAMS ((rtx, rtx, int));
565 static void hash_scan_clobber   PARAMS ((rtx, rtx));
566 static void hash_scan_call      PARAMS ((rtx, rtx));
567 static int want_to_gcse_p       PARAMS ((rtx));
568 static int oprs_unchanged_p     PARAMS ((rtx, rtx, int));
569 static int oprs_anticipatable_p PARAMS ((rtx, rtx));
570 static int oprs_available_p     PARAMS ((rtx, rtx));
571 static void insert_expr_in_table PARAMS ((rtx, enum machine_mode, rtx,
572                                           int, int));
573 static void insert_set_in_table PARAMS ((rtx, rtx));
574 static unsigned int hash_expr   PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *, int));
575 static unsigned int hash_expr_1 PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *));
576 static unsigned int hash_string_1 PARAMS ((const char *));
577 static unsigned int hash_set    PARAMS ((int, int));
578 static int expr_equiv_p         PARAMS ((rtx, rtx));
579 static void record_last_reg_set_info PARAMS ((rtx, int));
580 static void record_last_mem_set_info PARAMS ((rtx));
581 static void record_last_set_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
582 static void compute_hash_table  PARAMS ((int));
583 static void alloc_set_hash_table PARAMS ((int));
584 static void free_set_hash_table PARAMS ((void));
585 static void compute_set_hash_table PARAMS ((void));
586 static void alloc_expr_hash_table PARAMS ((unsigned int));
587 static void free_expr_hash_table PARAMS ((void));
588 static void compute_expr_hash_table PARAMS ((void));
589 static void dump_hash_table     PARAMS ((FILE *, const char *, struct expr **,
590                                          int, int));
591 static struct expr *lookup_expr PARAMS ((rtx));
592 static struct expr *lookup_set  PARAMS ((unsigned int, rtx));
593 static struct expr *next_set    PARAMS ((unsigned int, struct expr *));
594 static void reset_opr_set_tables PARAMS ((void));
595 static int oprs_not_set_p       PARAMS ((rtx, rtx));
596 static void mark_call           PARAMS ((rtx));
597 static void mark_set            PARAMS ((rtx, rtx));
598 static void mark_clobber        PARAMS ((rtx, rtx));
599 static void mark_oprs_set       PARAMS ((rtx));
600 static void alloc_cprop_mem     PARAMS ((int, int));
601 static void free_cprop_mem      PARAMS ((void));
602 static void compute_transp      PARAMS ((rtx, int, sbitmap *, int));
603 static void compute_transpout   PARAMS ((void));
604 static void compute_local_properties PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
605                                               int));
606 static void compute_cprop_data  PARAMS ((void));
607 static void find_used_regs      PARAMS ((rtx *, void *));
608 static int try_replace_reg      PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
609 static struct expr *find_avail_set PARAMS ((int, rtx));
610 static int cprop_jump           PARAMS ((basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx));
611 static void mems_conflict_for_gcse_p PARAMS ((rtx, rtx, void *));
612 static int load_killed_in_block_p    PARAMS ((basic_block, int, rtx, int));
613 static void canon_list_insert        PARAMS ((rtx, rtx, void *));
614 static int cprop_insn           PARAMS ((rtx, int));
615 static int cprop                PARAMS ((int));
616 static int one_cprop_pass       PARAMS ((int, int));
617 static bool constprop_register  PARAMS ((rtx, rtx, rtx, int));
618 static struct expr *find_bypass_set PARAMS ((int, int));
619 static int bypass_block             PARAMS ((basic_block, rtx, rtx));
620 static int bypass_conditional_jumps PARAMS ((void));
621 static void alloc_pre_mem       PARAMS ((int, int));
622 static void free_pre_mem        PARAMS ((void));
623 static void compute_pre_data    PARAMS ((void));
624 static int pre_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, struct expr *,
625                                             basic_block));
626 static void insert_insn_end_bb  PARAMS ((struct expr *, basic_block, int));
627 static void pre_insert_copy_insn PARAMS ((struct expr *, rtx));
628 static void pre_insert_copies   PARAMS ((void));
629 static int pre_delete           PARAMS ((void));
630 static int pre_gcse             PARAMS ((void));
631 static int one_pre_gcse_pass    PARAMS ((int));
632 static void add_label_notes     PARAMS ((rtx, rtx));
633 static void alloc_code_hoist_mem PARAMS ((int, int));
634 static void free_code_hoist_mem PARAMS ((void));
635 static void compute_code_hoist_vbeinout PARAMS ((void));
636 static void compute_code_hoist_data PARAMS ((void));
637 static int hoist_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, int, basic_block,
638                                               char *));
639 static void hoist_code          PARAMS ((void));
640 static int one_code_hoisting_pass PARAMS ((void));
641 static void alloc_rd_mem        PARAMS ((int, int));
642 static void free_rd_mem         PARAMS ((void));
643 static void handle_rd_kill_set  PARAMS ((rtx, int, basic_block));
644 static void compute_kill_rd     PARAMS ((void));
645 static void compute_rd          PARAMS ((void));
646 static void alloc_avail_expr_mem PARAMS ((int, int));
647 static void free_avail_expr_mem PARAMS ((void));
648 static void compute_ae_gen      PARAMS ((void));
649 static int expr_killed_p        PARAMS ((rtx, basic_block));
650 static void compute_ae_kill     PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *));
651 static int expr_reaches_here_p  PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
652                                          basic_block, int));
653 static rtx computing_insn       PARAMS ((struct expr *, rtx));
654 static int def_reaches_here_p   PARAMS ((rtx, rtx));
655 static int can_disregard_other_sets PARAMS ((struct reg_set **, rtx, int));
656 static int handle_avail_expr    PARAMS ((rtx, struct expr *));
657 static int classic_gcse         PARAMS ((void));
658 static int one_classic_gcse_pass PARAMS ((int));
659 static void invalidate_nonnull_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
660 static int delete_null_pointer_checks_1 PARAMS ((unsigned int *,
661                                                   sbitmap *, sbitmap *,
662                                                   struct null_pointer_info *));
663 static rtx process_insert_insn  PARAMS ((struct expr *));
664 static int pre_edge_insert      PARAMS ((struct edge_list *, struct expr **));
665 static int expr_reaches_here_p_work PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
666                                              basic_block, int, char *));
667 static int pre_expr_reaches_here_p_work PARAMS ((basic_block, struct expr *,
668                                                  basic_block, char *));
669 static struct ls_expr * ldst_entry      PARAMS ((rtx));
670 static void free_ldst_entry             PARAMS ((struct ls_expr *));
671 static void free_ldst_mems              PARAMS ((void));
672 static void print_ldst_list             PARAMS ((FILE *));
673 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst PARAMS ((rtx));
674 static int enumerate_ldsts              PARAMS ((void));
675 static inline struct ls_expr * first_ls_expr PARAMS ((void));
676 static inline struct ls_expr * next_ls_expr  PARAMS ((struct ls_expr *));
677 static int simple_mem                   PARAMS ((rtx));
678 static void invalidate_any_buried_refs  PARAMS ((rtx));
679 static void compute_ld_motion_mems      PARAMS ((void));
680 static void trim_ld_motion_mems         PARAMS ((void));
681 static void update_ld_motion_stores     PARAMS ((struct expr *));
682 static void reg_set_info                PARAMS ((rtx, rtx, void *));
683 static int store_ops_ok                 PARAMS ((rtx, basic_block));
684 static void find_moveable_store         PARAMS ((rtx));
685 static int compute_store_table          PARAMS ((void));
686 static int load_kills_store             PARAMS ((rtx, rtx));
687 static int find_loads                   PARAMS ((rtx, rtx));
688 static int store_killed_in_insn         PARAMS ((rtx, rtx));
689 static int store_killed_after           PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
690 static int store_killed_before          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
691 static void build_store_vectors         PARAMS ((void));
692 static void insert_insn_start_bb        PARAMS ((rtx, basic_block));
693 static int insert_store                 PARAMS ((struct ls_expr *, edge));
694 static void replace_store_insn          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
695 static void delete_store                PARAMS ((struct ls_expr *,
696                                                  basic_block));
697 static void free_store_memory           PARAMS ((void));
698 static void store_motion                PARAMS ((void));
699 static void free_insn_expr_list_list    PARAMS ((rtx *));
700 static void clear_modify_mem_tables     PARAMS ((void));
701 static void free_modify_mem_tables      PARAMS ((void));
702 static rtx gcse_emit_move_after         PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
703 static bool do_local_cprop              PARAMS ((rtx, rtx, int));
704 static void local_cprop_pass            PARAMS ((int));
705 \f
706 /* Entry point for global common subexpression elimination.
707    F is the first instruction in the function.  */
708
709 int
710 gcse_main (f, file)
711      rtx f;
712      FILE *file;
713 {
714   int changed, pass;
715   /* Bytes used at start of pass.  */
716   int initial_bytes_used;
717   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
718   int max_pass_bytes;
719   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
720   char *gcse_obstack_bottom;
721
722   /* Insertion of instructions on edges can create new basic blocks; we
723      need the original basic block count so that we can properly deallocate
724      arrays sized on the number of basic blocks originally in the cfg.  */
725   int orig_bb_count;
726   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
727      setjmp, so just punt to be safe.  */
728   if (current_function_calls_setjmp)
729     return 0;
730
731   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
732   run_jump_opt_after_gcse = 0;
733
734   /* For calling dump_foo fns from gdb.  */
735   debug_stderr = stderr;
736   gcse_file = file;
737
738   /* Identify the basic block information for this function, including
739      successors and predecessors.  */
740   max_gcse_regno = max_reg_num ();
741
742   if (file)
743     dump_flow_info (file);
744
745   orig_bb_count = n_basic_blocks;
746   /* Return if there's nothing to do.  */
747   if (n_basic_blocks <= 1)
748     return 0;
749
750   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
751      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
752      particularly useful.
753
754      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
755      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
756      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
757      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
758   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
759     {
760       if (warn_disabled_optimization)
761         warning ("GCSE disabled: %d > 1000 basic blocks and %d >= 20 edges/basic block",
762                  n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
763       return 0;
764     }
765
766   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
767      storage it's better just to disable the optimization.  */
768   if ((n_basic_blocks
769        * SBITMAP_SET_SIZE (max_gcse_regno)
770        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
771     {
772       if (warn_disabled_optimization)
773         warning ("GCSE disabled: %d basic blocks and %d registers",
774                  n_basic_blocks, max_gcse_regno);
775
776       return 0;
777     }
778
779   /* See what modes support reg/reg copy operations.  */
780   if (! can_copy_init_p)
781     {
782       compute_can_copy ();
783       can_copy_init_p = 1;
784     }
785
786   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
787   bytes_used = 0;
788
789   /* We need alias.  */
790   init_alias_analysis ();
791   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
792      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
793      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
794      computation.
795
796      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
797      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
798      information about memory sets when we build the hash tables.  */
799
800   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
801   compute_sets (f);
802
803   pass = 0;
804   initial_bytes_used = bytes_used;
805   max_pass_bytes = 0;
806   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
807   changed = 1;
808   while (changed && pass < MAX_GCSE_PASSES)
809     {
810       changed = 0;
811       if (file)
812         fprintf (file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
813
814       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
815          and the reg_set_table data.  */
816       bytes_used = initial_bytes_used;
817
818       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
819       max_gcse_regno = max_reg_num ();
820
821       alloc_gcse_mem (f);
822
823       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
824          during this pass.  */
825       changed = one_cprop_pass (pass + 1, 0);
826
827       if (optimize_size)
828         changed |= one_classic_gcse_pass (pass + 1);
829       else
830         {
831           changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
832           /* We may have just created new basic blocks.  Release and
833              recompute various things which are sized on the number of
834              basic blocks.  */
835           if (changed)
836             {
837               free_modify_mem_tables ();
838               modify_mem_list
839                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
840               canon_modify_mem_list
841                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
842               memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
843               memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
844               orig_bb_count = n_basic_blocks;
845             }
846           free_reg_set_mem ();
847           alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
848           compute_sets (f);
849           run_jump_opt_after_gcse = 1;
850         }
851
852       if (max_pass_bytes < bytes_used)
853         max_pass_bytes = bytes_used;
854
855       /* Free up memory, then reallocate for code hoisting.  We can
856          not re-use the existing allocated memory because the tables
857          will not have info for the insns or registers created by
858          partial redundancy elimination.  */
859       free_gcse_mem ();
860
861       /* It does not make sense to run code hoisting unless we optimizing
862          for code size -- it rarely makes programs faster, and can make
863          them bigger if we did partial redundancy elimination (when optimizing
864          for space, we use a classic gcse algorithm instead of partial
865          redundancy algorithms).  */
866       if (optimize_size)
867         {
868           max_gcse_regno = max_reg_num ();
869           alloc_gcse_mem (f);
870           changed |= one_code_hoisting_pass ();
871           free_gcse_mem ();
872
873           if (max_pass_bytes < bytes_used)
874             max_pass_bytes = bytes_used;
875         }
876
877       if (file)
878         {
879           fprintf (file, "\n");
880           fflush (file);
881         }
882
883       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
884       pass++;
885     }
886
887   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
888      conditional jumps.  */
889
890   max_gcse_regno = max_reg_num ();
891   alloc_gcse_mem (f);
892   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
893   one_cprop_pass (pass + 1, 1);
894   free_gcse_mem ();
895
896   if (file)
897     {
898       fprintf (file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
899                current_function_name, n_basic_blocks);
900       fprintf (file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
901                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
902     }
903
904   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
905   free_reg_set_mem ();
906   /* We are finished with alias.  */
907   end_alias_analysis ();
908   allocate_reg_info (max_reg_num (), FALSE, FALSE);
909
910   /* Store motion disabled until it is fixed.  */
911   if (0 && !optimize_size && flag_gcse_sm)
912     store_motion ();
913   /* Record where pseudo-registers are set.  */
914   return run_jump_opt_after_gcse;
915 }
916 \f
917 /* Misc. utilities.  */
918
919 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
920
921 static void
922 compute_can_copy ()
923 {
924   int i;
925 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
926   rtx reg, insn;
927 #endif
928   memset (can_copy_p, 0, NUM_MACHINE_MODES);
929
930   start_sequence ();
931   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
932     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
933       {
934 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
935         can_copy_p[i] = 0;
936 #else
937         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
938         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
939         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
940           can_copy_p[i] = 1;
941 #endif
942       }
943     else
944       can_copy_p[i] = 1;
945
946   end_sequence ();
947 }
948 \f
949 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
950
951 static char *
952 gmalloc (size)
953      unsigned int size;
954 {
955   bytes_used += size;
956   return xmalloc (size);
957 }
958
959 /* Cover function to xrealloc.
960    We don't record the additional size since we don't know it.
961    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
962
963 static char *
964 grealloc (ptr, size)
965      char *ptr;
966      unsigned int size;
967 {
968   return xrealloc (ptr, size);
969 }
970
971 /* Cover function to obstack_alloc.  */
972
973 static char *
974 gcse_alloc (size)
975      unsigned long size;
976 {
977   bytes_used += size;
978   return (char *) obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
979 }
980
981 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
982    and reg/memory set tracking tables.
983
984    This is called at the start of each pass.  */
985
986 static void
987 alloc_gcse_mem (f)
988      rtx f;
989 {
990   int i, n;
991   rtx insn;
992
993   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
994      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
995      and only apply to real insns.  */
996
997   max_uid = get_max_uid ();
998   n = (max_uid + 1) * sizeof (int);
999   uid_cuid = (int *) gmalloc (n);
1000   memset ((char *) uid_cuid, 0, n);
1001   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1002     {
1003       if (INSN_P (insn))
1004         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
1005       else
1006         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
1007     }
1008
1009   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
1010
1011   max_cuid = i;
1012   n = (max_cuid + 1) * sizeof (rtx);
1013   cuid_insn = (rtx *) gmalloc (n);
1014   memset ((char *) cuid_insn, 0, n);
1015   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1016     if (INSN_P (insn))
1017       CUID_INSN (i++) = insn;
1018
1019   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
1020   reg_set_bitmap = BITMAP_XMALLOC ();
1021
1022   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
1023   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
1024                                                        max_gcse_regno);
1025   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
1026      basic block.  */
1027   modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1028   canon_modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1029   memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1030   memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1031   modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1032   canon_modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1033 }
1034
1035 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
1036
1037 static void
1038 free_gcse_mem ()
1039 {
1040   free (uid_cuid);
1041   free (cuid_insn);
1042
1043   BITMAP_XFREE (reg_set_bitmap);
1044
1045   sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
1046   free_modify_mem_tables ();
1047   BITMAP_XFREE (modify_mem_list_set);
1048   BITMAP_XFREE (canon_modify_mem_list_set);
1049 }
1050
1051 /* Many of the global optimization algorithms work by solving dataflow
1052    equations for various expressions.  Initially, some local value is
1053    computed for each expression in each block.  Then, the values across the
1054    various blocks are combined (by following flow graph edges) to arrive at
1055    global values.  Conceptually, each set of equations is independent.  We
1056    may therefore solve all the equations in parallel, solve them one at a
1057    time, or pick any intermediate approach.
1058
1059    When you're going to need N two-dimensional bitmaps, each X (say, the
1060    number of blocks) by Y (say, the number of expressions), call this
1061    function.  It's not important what X and Y represent; only that Y
1062    correspond to the things that can be done in parallel.  This function will
1063    return an appropriate chunking factor C; you should solve C sets of
1064    equations in parallel.  By going through this function, we can easily
1065    trade space against time; by solving fewer equations in parallel we use
1066    less space.  */
1067
1068 static int
1069 get_bitmap_width (n, x, y)
1070      int n;
1071      int x;
1072      int y;
1073 {
1074   /* It's not really worth figuring out *exactly* how much memory will
1075      be used by a particular choice.  The important thing is to get
1076      something approximately right.  */
1077   size_t max_bitmap_memory = 10 * 1024 * 1024;
1078
1079   /* The number of bytes we'd use for a single column of minimum
1080      width.  */
1081   size_t column_size = n * x * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE);
1082
1083   /* Often, it's reasonable just to solve all the equations in
1084      parallel.  */
1085   if (column_size * SBITMAP_SET_SIZE (y) <= max_bitmap_memory)
1086     return y;
1087
1088   /* Otherwise, pick the largest width we can, without going over the
1089      limit.  */
1090   return SBITMAP_ELT_BITS * ((max_bitmap_memory + column_size - 1)
1091                              / column_size);
1092 }
1093 \f
1094 /* Compute the local properties of each recorded expression.
1095
1096    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
1097    other blocks.
1098
1099    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
1100    in the block.
1101
1102    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
1103    at least once and expression would contain the same value if the
1104    computation was moved to the end of the block.
1105
1106    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
1107    least once and expression would contain the same value if the computation
1108    was moved to the beginning of the block.
1109
1110    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
1111    basically the same information and thus can easily share this code.
1112
1113    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
1114    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
1115    particular property.
1116
1117    SETP controls which hash table to look at.  If zero, this routine looks at
1118    the expr hash table; if nonzero this routine looks at the set hash table.
1119    Additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1120    ABSALTERED.  */
1121
1122 static void
1123 compute_local_properties (transp, comp, antloc, setp)
1124      sbitmap *transp;
1125      sbitmap *comp;
1126      sbitmap *antloc;
1127      int setp;
1128 {
1129   unsigned int i, hash_table_size;
1130   struct expr **hash_table;
1131
1132   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1133   if (transp)
1134     {
1135       if (setp)
1136         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
1137       else
1138         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
1139     }
1140
1141   if (comp)
1142     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
1143   if (antloc)
1144     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
1145
1146   /* We use the same code for cprop, pre and hoisting.  For cprop
1147      we care about the set hash table, for pre and hoisting we
1148      care about the expr hash table.  */
1149   hash_table_size = setp ? set_hash_table_size : expr_hash_table_size;
1150   hash_table = setp ? set_hash_table : expr_hash_table;
1151
1152   for (i = 0; i < hash_table_size; i++)
1153     {
1154       struct expr *expr;
1155
1156       for (expr = hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1157         {
1158           int indx = expr->bitmap_index;
1159           struct occr *occr;
1160
1161           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1162              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1163              then reset the bits for those that are.  */
1164           if (transp)
1165             compute_transp (expr->expr, indx, transp, setp);
1166
1167           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1168              we want to set to non-zero in ANTLOC.  */
1169           if (antloc)
1170             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1171               {
1172                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1173
1174                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1175                    initialize this.  */
1176                 occr->deleted_p = 0;
1177               }
1178
1179           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1180              we want to set to non-zero in COMP.  */
1181           if (comp)
1182             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1183               {
1184                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1185
1186                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1187                    initialize this.  */
1188                 occr->copied_p = 0;
1189               }
1190
1191           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1192              initialize this.  */
1193           expr->reaching_reg = 0;
1194         }
1195     }
1196 }
1197 \f
1198 /* Register set information.
1199
1200    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1201    modified.  */
1202
1203 static struct obstack reg_set_obstack;
1204
1205 static void
1206 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1207      int n_regs;
1208 {
1209   unsigned int n;
1210
1211   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1212   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1213   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1214   memset ((char *) reg_set_table, 0, n);
1215
1216   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1217 }
1218
1219 static void
1220 free_reg_set_mem ()
1221 {
1222   free (reg_set_table);
1223   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1224 }
1225
1226 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1227
1228 static void
1229 record_one_set (regno, insn)
1230      int regno;
1231      rtx insn;
1232 {
1233   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1234   struct reg_set *new_reg_info;
1235
1236   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1237   if (regno >= reg_set_table_size)
1238     {
1239       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1240
1241       reg_set_table
1242         = (struct reg_set **) grealloc ((char *) reg_set_table,
1243                                         new_size * sizeof (struct reg_set *));
1244       memset ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size), 0,
1245               (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1246       reg_set_table_size = new_size;
1247     }
1248
1249   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1250                                                    sizeof (struct reg_set));
1251   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1252   new_reg_info->insn = insn;
1253   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1254   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1255 }
1256
1257 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1258    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1259    occurring.  */
1260
1261 static void
1262 record_set_info (dest, setter, data)
1263      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1264      void *data;
1265 {
1266   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1267
1268   if (GET_CODE (dest) == REG && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1269     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1270 }
1271
1272 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1273
1274    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1275    `reg_set_table' for further documenation.  */
1276
1277 static void
1278 compute_sets (f)
1279      rtx f;
1280 {
1281   rtx insn;
1282
1283   for (insn = f; insn != 0; insn = NEXT_INSN (insn))
1284     if (INSN_P (insn))
1285       note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1286 }
1287 \f
1288 /* Hash table support.  */
1289
1290 struct reg_avail_info
1291 {
1292   basic_block last_bb;
1293   int first_set;
1294   int last_set;
1295 };
1296
1297 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1298 static basic_block current_bb;
1299
1300
1301 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1302    GCSE.  */
1303
1304 static GTY(()) rtx test_insn;
1305 static int
1306 want_to_gcse_p (x)
1307      rtx x;
1308 {
1309   int num_clobbers = 0;
1310   int icode;
1311
1312   switch (GET_CODE (x))
1313     {
1314     case REG:
1315     case SUBREG:
1316     case CONST_INT:
1317     case CONST_DOUBLE:
1318     case CONST_VECTOR:
1319     case CALL:
1320       return 0;
1321
1322     default:
1323       break;
1324     }
1325
1326   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1327   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1328     return 1;
1329   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1330     return 0;
1331
1332   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1333      our test insn if we haven't already.  */
1334   if (test_insn == 0)
1335     {
1336       test_insn
1337         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1338                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1339                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1340                                       const0_rtx));
1341       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1342     }
1343
1344   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1345      valid.  */
1346   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1347   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1348   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1349           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1350 }
1351
1352 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from the
1353    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1354    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1355
1356 static int
1357 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1358      rtx x, insn;
1359      int avail_p;
1360 {
1361   int i, j;
1362   enum rtx_code code;
1363   const char *fmt;
1364
1365   if (x == 0)
1366     return 1;
1367
1368   code = GET_CODE (x);
1369   switch (code)
1370     {
1371     case REG:
1372       {
1373         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1374
1375         if (info->last_bb != current_bb)
1376           return 1;
1377         if (avail_p)
1378           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1379         else
1380           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1381       }
1382
1383     case MEM:
1384       if (load_killed_in_block_p (current_bb, INSN_CUID (insn),
1385                                   x, avail_p))
1386         return 0;
1387       else
1388         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1389
1390     case PRE_DEC:
1391     case PRE_INC:
1392     case POST_DEC:
1393     case POST_INC:
1394     case PRE_MODIFY:
1395     case POST_MODIFY:
1396       return 0;
1397
1398     case PC:
1399     case CC0: /*FIXME*/
1400     case CONST:
1401     case CONST_INT:
1402     case CONST_DOUBLE:
1403     case CONST_VECTOR:
1404     case SYMBOL_REF:
1405     case LABEL_REF:
1406     case ADDR_VEC:
1407     case ADDR_DIFF_VEC:
1408       return 1;
1409
1410     default:
1411       break;
1412     }
1413
1414   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1415     {
1416       if (fmt[i] == 'e')
1417         {
1418           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1419              level, change it into iteration.  This function is called enough
1420              to be worth it.  */
1421           if (i == 0)
1422             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1423
1424           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1425             return 0;
1426         }
1427       else if (fmt[i] == 'E')
1428         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1429           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1430             return 0;
1431     }
1432
1433   return 1;
1434 }
1435
1436 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1437    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1438    conflict between two memory references.  */
1439 static int gcse_mems_conflict_p;
1440
1441 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1442    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1443    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1444    this memory load.  */
1445 static rtx gcse_mem_operand;
1446
1447 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1448    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1449    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1450
1451 static void
1452 mems_conflict_for_gcse_p (dest, setter, data)
1453      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1454      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1455 {
1456   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1457          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1458          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
1459          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1460     dest = XEXP (dest, 0);
1461
1462   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1463      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1464      elsewhere.  */
1465   if (GET_CODE (dest) != MEM)
1466     return;
1467
1468   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1469      don't mark as killed this time.  */
1470
1471   if (dest == gcse_mem_operand && pre_ldst_mems != NULL)
1472     {
1473       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1474         gcse_mems_conflict_p = 1;
1475       return;
1476     }
1477
1478   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1479                        rtx_addr_varies_p))
1480     gcse_mems_conflict_p = 1;
1481 }
1482
1483 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1484    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1485    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1486    before UID_LIMIT.
1487
1488    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1489    AVAIL_P to 0.  */
1490
1491 static int
1492 load_killed_in_block_p (bb, uid_limit, x, avail_p)
1493      basic_block bb;
1494      int uid_limit;
1495      rtx x;
1496      int avail_p;
1497 {
1498   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1499   while (list_entry)
1500     {
1501       rtx setter;
1502       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1503       if ((avail_p
1504            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1505           || (! avail_p
1506               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1507         {
1508           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1509           continue;
1510         }
1511
1512       setter = XEXP (list_entry, 0);
1513
1514       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1515          to pure functions are never put on the list, so we need not
1516          worry about them.  */
1517       if (GET_CODE (setter) == CALL_INSN)
1518         return 1;
1519
1520       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1521          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1522
1523          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1524          communicate via global variables.  Yuk.  */
1525       gcse_mem_operand = x;
1526       gcse_mems_conflict_p = 0;
1527       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1528       if (gcse_mems_conflict_p)
1529         return 1;
1530       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1531     }
1532   return 0;
1533 }
1534
1535 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1536    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1537
1538 static int
1539 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1540      rtx x, insn;
1541 {
1542   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1543 }
1544
1545 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1546    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1547
1548 static int
1549 oprs_available_p (x, insn)
1550      rtx x, insn;
1551 {
1552   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1553 }
1554
1555 /* Hash expression X.
1556
1557    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1558    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1559    something we don't want to insert in the table.
1560
1561    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1562
1563 static unsigned int
1564 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1565      rtx x;
1566      enum machine_mode mode;
1567      int *do_not_record_p;
1568      int hash_table_size;
1569 {
1570   unsigned int hash;
1571
1572   *do_not_record_p = 0;
1573
1574   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1575   return hash % hash_table_size;
1576 }
1577
1578 /* Hash a string.  Just add its bytes up.  */
1579
1580 static inline unsigned
1581 hash_string_1 (ps)
1582      const char *ps;
1583 {
1584   unsigned hash = 0;
1585   const unsigned char *p = (const unsigned char *) ps;
1586
1587   if (p)
1588     while (*p)
1589       hash += *p++;
1590
1591   return hash;
1592 }
1593
1594 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1595
1596 static unsigned int
1597 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1598      rtx x;
1599      enum machine_mode mode;
1600      int *do_not_record_p;
1601 {
1602   int i, j;
1603   unsigned hash = 0;
1604   enum rtx_code code;
1605   const char *fmt;
1606
1607   /* Used to turn recursion into iteration.  We can't rely on GCC's
1608      tail-recursion eliminatio since we need to keep accumulating values
1609      in HASH.  */
1610
1611   if (x == 0)
1612     return hash;
1613
1614  repeat:
1615   code = GET_CODE (x);
1616   switch (code)
1617     {
1618     case REG:
1619       hash += ((unsigned int) REG << 7) + REGNO (x);
1620       return hash;
1621
1622     case CONST_INT:
1623       hash += (((unsigned int) CONST_INT << 7) + (unsigned int) mode
1624                + (unsigned int) INTVAL (x));
1625       return hash;
1626
1627     case CONST_DOUBLE:
1628       /* This is like the general case, except that it only counts
1629          the integers representing the constant.  */
1630       hash += (unsigned int) code + (unsigned int) GET_MODE (x);
1631       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1632         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1633           hash += (unsigned int) XWINT (x, i);
1634       else
1635         hash += ((unsigned int) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1636                  + (unsigned int) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1637       return hash;
1638
1639     case CONST_VECTOR:
1640       {
1641         int units;
1642         rtx elt;
1643
1644         units = CONST_VECTOR_NUNITS (x);
1645
1646         for (i = 0; i < units; ++i)
1647           {
1648             elt = CONST_VECTOR_ELT (x, i);
1649             hash += hash_expr_1 (elt, GET_MODE (elt), do_not_record_p);
1650           }
1651
1652         return hash;
1653       }
1654
1655       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1656     case LABEL_REF:
1657       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1658          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1659       hash += (((unsigned int) LABEL_REF << 7)
1660                + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0)));
1661       return hash;
1662
1663     case SYMBOL_REF:
1664       {
1665         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1666            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1667            different orders and thus different registers to be used in the
1668            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1669            between various stages.  */
1670         unsigned int h = 0;
1671         const unsigned char *p = (const unsigned char *) XSTR (x, 0);
1672
1673         while (*p)
1674           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1675
1676         hash += ((unsigned int) SYMBOL_REF << 7) + h;
1677         return hash;
1678       }
1679
1680     case MEM:
1681       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1682         {
1683           *do_not_record_p = 1;
1684           return 0;
1685         }
1686
1687       hash += (unsigned int) MEM;
1688       /* We used alias set for hashing, but this is not good, since the alias
1689          set may differ in -fprofile-arcs and -fbranch-probabilities compilation
1690          causing the profiles to fail to match.  */
1691       x = XEXP (x, 0);
1692       goto repeat;
1693
1694     case PRE_DEC:
1695     case PRE_INC:
1696     case POST_DEC:
1697     case POST_INC:
1698     case PC:
1699     case CC0:
1700     case CALL:
1701     case UNSPEC_VOLATILE:
1702       *do_not_record_p = 1;
1703       return 0;
1704
1705     case ASM_OPERANDS:
1706       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1707         {
1708           *do_not_record_p = 1;
1709           return 0;
1710         }
1711       else
1712         {
1713           /* We don't want to take the filename and line into account.  */
1714           hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x)
1715             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x))
1716             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x))
1717             + (unsigned) ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x);
1718
1719           if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1720             {
1721               for (i = 1; i < ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x); i++)
1722                 {
1723                   hash += (hash_expr_1 (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1724                                         GET_MODE (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i)),
1725                                         do_not_record_p)
1726                            + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT
1727                                             (x, i)));
1728                 }
1729
1730               hash += hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, 0));
1731               x = ASM_OPERANDS_INPUT (x, 0);
1732               mode = GET_MODE (x);
1733               goto repeat;
1734             }
1735           return hash;
1736         }
1737
1738     default:
1739       break;
1740     }
1741
1742   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1743   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1744     {
1745       if (fmt[i] == 'e')
1746         {
1747           /* If we are about to do the last recursive call
1748              needed at this level, change it into iteration.
1749              This function is called enough to be worth it.  */
1750           if (i == 0)
1751             {
1752               x = XEXP (x, i);
1753               goto repeat;
1754             }
1755
1756           hash += hash_expr_1 (XEXP (x, i), 0, do_not_record_p);
1757           if (*do_not_record_p)
1758             return 0;
1759         }
1760
1761       else if (fmt[i] == 'E')
1762         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1763           {
1764             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1765             if (*do_not_record_p)
1766               return 0;
1767           }
1768
1769       else if (fmt[i] == 's')
1770         hash += hash_string_1 (XSTR (x, i));
1771       else if (fmt[i] == 'i')
1772         hash += (unsigned int) XINT (x, i);
1773       else
1774         abort ();
1775     }
1776
1777   return hash;
1778 }
1779
1780 /* Hash a set of register REGNO.
1781
1782    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1783    propagation code.
1784
1785    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1786
1787 static unsigned int
1788 hash_set (regno, hash_table_size)
1789      int regno;
1790      int hash_table_size;
1791 {
1792   unsigned int hash;
1793
1794   hash = regno;
1795   return hash % hash_table_size;
1796 }
1797
1798 /* Return non-zero if exp1 is equivalent to exp2.
1799    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1800
1801 static int
1802 expr_equiv_p (x, y)
1803      rtx x, y;
1804 {
1805   int i, j;
1806   enum rtx_code code;
1807   const char *fmt;
1808
1809   if (x == y)
1810     return 1;
1811
1812   if (x == 0 || y == 0)
1813     return x == y;
1814
1815   code = GET_CODE (x);
1816   if (code != GET_CODE (y))
1817     return 0;
1818
1819   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1820   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1821     return 0;
1822
1823   switch (code)
1824     {
1825     case PC:
1826     case CC0:
1827       return x == y;
1828
1829     case CONST_INT:
1830       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1831
1832     case LABEL_REF:
1833       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1834
1835     case SYMBOL_REF:
1836       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1837
1838     case REG:
1839       return REGNO (x) == REGNO (y);
1840
1841     case MEM:
1842       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1843          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1844          due to it being set with the different alias set.  */
1845       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1846         return 0;
1847       break;
1848
1849     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1850     case PLUS:
1851     case MULT:
1852     case AND:
1853     case IOR:
1854     case XOR:
1855     case NE:
1856     case EQ:
1857       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1858                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1859               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1860                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1861
1862     case ASM_OPERANDS:
1863       /* We don't use the generic code below because we want to
1864          disregard filename and line numbers.  */
1865
1866       /* A volatile asm isn't equivalent to any other.  */
1867       if (MEM_VOLATILE_P (x) || MEM_VOLATILE_P (y))
1868         return 0;
1869
1870       if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y)
1871           || strcmp (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x), ASM_OPERANDS_TEMPLATE (y))
1872           || strcmp (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x),
1873                      ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (y))
1874           || ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x) != ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (y)
1875           || ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) != ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (y))
1876         return 0;
1877
1878       if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1879         {
1880           for (i = ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) - 1; i >= 0; i--)
1881             if (! expr_equiv_p (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1882                                 ASM_OPERANDS_INPUT (y, i))
1883                 || strcmp (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, i),
1884                            ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (y, i)))
1885               return 0;
1886         }
1887
1888       return 1;
1889
1890     default:
1891       break;
1892     }
1893
1894   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1895      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1896
1897   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1898   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1899     {
1900       switch (fmt[i])
1901         {
1902         case 'e':
1903           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1904             return 0;
1905           break;
1906
1907         case 'E':
1908           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1909             return 0;
1910           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1911             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1912               return 0;
1913           break;
1914
1915         case 's':
1916           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1917             return 0;
1918           break;
1919
1920         case 'i':
1921           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1922             return 0;
1923           break;
1924
1925         case 'w':
1926           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1927             return 0;
1928         break;
1929
1930         case '0':
1931           break;
1932
1933         default:
1934           abort ();
1935         }
1936     }
1937
1938   return 1;
1939 }
1940
1941 /* Insert expression X in INSN in the hash table.
1942    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1943    basic block.
1944
1945    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1946    It is only used if X is a CONST_INT.
1947
1948    ANTIC_P is non-zero if X is an anticipatable expression.
1949    AVAIL_P is non-zero if X is an available expression.  */
1950
1951 static void
1952 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p)
1953      rtx x;
1954      enum machine_mode mode;
1955      rtx insn;
1956      int antic_p, avail_p;
1957 {
1958   int found, do_not_record_p;
1959   unsigned int hash;
1960   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1961   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1962   struct occr *last_occr = NULL;
1963
1964   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, expr_hash_table_size);
1965
1966   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1967      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1968      to or can't handle.  */
1969   if (do_not_record_p)
1970     return;
1971
1972   cur_expr = expr_hash_table[hash];
1973   found = 0;
1974
1975   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1976     {
1977       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1978          the list.  */
1979       last_expr = cur_expr;
1980       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1981     }
1982
1983   if (! found)
1984     {
1985       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1986       bytes_used += sizeof (struct expr);
1987       if (expr_hash_table[hash] == NULL)
1988         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1989         expr_hash_table[hash] = cur_expr;
1990       else
1991         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1992         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1993
1994       /* Set the fields of the expr element.  */
1995       cur_expr->expr = x;
1996       cur_expr->bitmap_index = n_exprs++;
1997       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1998       cur_expr->antic_occr = NULL;
1999       cur_expr->avail_occr = NULL;
2000     }
2001
2002   /* Now record the occurrence(s).  */
2003   if (antic_p)
2004     {
2005       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
2006
2007       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2008       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2009         {
2010           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2011              the list.  */
2012           last_occr = antic_occr;
2013           antic_occr = antic_occr->next;
2014         }
2015
2016       if (antic_occr)
2017         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2018            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
2019            block and the block is scanned from start to end.  */
2020         ; /* nothing to do */
2021       else
2022         {
2023           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2024           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2025           bytes_used += sizeof (struct occr);
2026           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2027           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
2028             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
2029           else
2030             last_occr->next = antic_occr;
2031
2032           antic_occr->insn = insn;
2033           antic_occr->next = NULL;
2034         }
2035     }
2036
2037   if (avail_p)
2038     {
2039       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
2040
2041       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2042       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2043         {
2044           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2045              the list.  */
2046           last_occr = avail_occr;
2047           avail_occr = avail_occr->next;
2048         }
2049
2050       if (avail_occr)
2051         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2052            Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
2053            the last one in the block and the block is scanned from start
2054            to end.  */
2055         avail_occr->insn = insn;
2056       else
2057         {
2058           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2059           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2060           bytes_used += sizeof (struct occr);
2061
2062           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2063           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2064             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
2065           else
2066             last_occr->next = avail_occr;
2067
2068           avail_occr->insn = insn;
2069           avail_occr->next = NULL;
2070         }
2071     }
2072 }
2073
2074 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
2075    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
2076    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
2077    basic block.  */
2078
2079 static void
2080 insert_set_in_table (x, insn)
2081      rtx x;
2082      rtx insn;
2083 {
2084   int found;
2085   unsigned int hash;
2086   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
2087   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
2088
2089   if (GET_CODE (x) != SET
2090       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2091     abort ();
2092
2093   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), set_hash_table_size);
2094
2095   cur_expr = set_hash_table[hash];
2096   found = 0;
2097
2098   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
2099     {
2100       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
2101          the list.  */
2102       last_expr = cur_expr;
2103       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
2104     }
2105
2106   if (! found)
2107     {
2108       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
2109       bytes_used += sizeof (struct expr);
2110       if (set_hash_table[hash] == NULL)
2111         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
2112         set_hash_table[hash] = cur_expr;
2113       else
2114         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
2115         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
2116
2117       /* Set the fields of the expr element.
2118          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
2119          performed on its operands.  */
2120       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
2121       cur_expr->bitmap_index = n_sets++;
2122       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2123       cur_expr->antic_occr = NULL;
2124       cur_expr->avail_occr = NULL;
2125     }
2126
2127   /* Now record the occurrence.  */
2128   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
2129
2130   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2131   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2132     {
2133       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2134          the list.  */
2135       last_occr = cur_occr;
2136       cur_occr = cur_occr->next;
2137     }
2138
2139   if (cur_occr)
2140     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2141        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want the
2142        last one in the block and the block is scanned from start to end.  */
2143     cur_occr->insn = insn;
2144   else
2145     {
2146       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2147       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2148       bytes_used += sizeof (struct occr);
2149
2150       /* First occurrence of this expression in any block?  */
2151       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2152         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
2153       else
2154         last_occr->next = cur_occr;
2155
2156       cur_occr->insn = insn;
2157       cur_occr->next = NULL;
2158     }
2159 }
2160
2161 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash table.  If SET_P is
2162    non-zero, this is for the assignment hash table, otherwise it is for the
2163    expression hash table.  */
2164
2165 static void
2166 hash_scan_set (pat, insn, set_p)
2167      rtx pat, insn;
2168      int set_p;
2169 {
2170   rtx src = SET_SRC (pat);
2171   rtx dest = SET_DEST (pat);
2172   rtx note;
2173
2174   if (GET_CODE (src) == CALL)
2175     hash_scan_call (src, insn);
2176
2177   else if (GET_CODE (dest) == REG)
2178     {
2179       unsigned int regno = REGNO (dest);
2180       rtx tmp;
2181
2182       /* If this is a single set and we are doing constant propagation,
2183          see if a REG_NOTE shows this equivalent to a constant.  */
2184       if (set_p && (note = find_reg_equal_equiv_note (insn)) != 0
2185           && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
2186         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
2187
2188       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
2189       if (! set_p
2190           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2191           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
2192           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2193           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
2194              do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
2195              for now.  */
2196           && !find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
2197           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
2198           && want_to_gcse_p (src)
2199           /* Don't CSE a nop.  */
2200           && ! set_noop_p (pat)
2201           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
2202              At this point this only function parameters should have
2203              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2204              explicitly, it means address of parameter has been taken,
2205              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2206           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
2207               || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
2208         {
2209           /* An expression is not anticipatable if its operands are
2210              modified before this insn or if this is not the only SET in
2211              this insn.  */
2212           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn) && single_set (insn);
2213           /* An expression is not available if its operands are
2214              subsequently modified, including this insn.  It's also not
2215              available if this is a branch, because we can't insert
2216              a set after the branch.  */
2217           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
2218                          && ! JUMP_P (insn));
2219
2220           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p);
2221         }
2222
2223       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
2224       else if (set_p
2225                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2226                && ((GET_CODE (src) == REG
2227                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2228                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2229                     && REGNO (src) != regno)
2230                    || CONSTANT_P (src))
2231                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
2232                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
2233                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
2234                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
2235                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
2236                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
2237         insert_set_in_table (pat, insn);
2238     }
2239 }
2240
2241 static void
2242 hash_scan_clobber (x, insn)
2243      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2244 {
2245   /* Currently nothing to do.  */
2246 }
2247
2248 static void
2249 hash_scan_call (x, insn)
2250      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2251 {
2252   /* Currently nothing to do.  */
2253 }
2254
2255 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
2256
2257    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
2258
2259    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
2260    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
2261    are also in the PARALLEL.  Later.
2262
2263    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
2264    otherwise it is for the expression hash table.
2265    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
2266    not record any expressions.  */
2267
2268 static void
2269 hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block)
2270      rtx insn;
2271      int set_p;
2272      int in_libcall_block;
2273 {
2274   rtx pat = PATTERN (insn);
2275   int i;
2276
2277   if (in_libcall_block)
2278     return;
2279
2280   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
2281      what's been modified.  */
2282
2283   if (GET_CODE (pat) == SET)
2284     hash_scan_set (pat, insn, set_p);
2285   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2286     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2287       {
2288         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2289
2290         if (GET_CODE (x) == SET)
2291           hash_scan_set (x, insn, set_p);
2292         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2293           hash_scan_clobber (x, insn);
2294         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2295           hash_scan_call (x, insn);
2296       }
2297
2298   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2299     hash_scan_clobber (pat, insn);
2300   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2301     hash_scan_call (pat, insn);
2302 }
2303
2304 static void
2305 dump_hash_table (file, name, table, table_size, total_size)
2306      FILE *file;
2307      const char *name;
2308      struct expr **table;
2309      int table_size, total_size;
2310 {
2311   int i;
2312   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
2313   struct expr **flat_table;
2314   unsigned int *hash_val;
2315   struct expr *expr;
2316
2317   flat_table
2318     = (struct expr **) xcalloc (total_size, sizeof (struct expr *));
2319   hash_val = (unsigned int *) xmalloc (total_size * sizeof (unsigned int));
2320
2321   for (i = 0; i < table_size; i++)
2322     for (expr = table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2323       {
2324         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
2325         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
2326       }
2327
2328   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
2329            name, table_size, total_size);
2330
2331   for (i = 0; i < total_size; i++)
2332     if (flat_table[i] != 0)
2333       {
2334         expr = flat_table[i];
2335         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
2336                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
2337         print_rtl (file, expr->expr);
2338         fprintf (file, "\n");
2339       }
2340
2341   fprintf (file, "\n");
2342
2343   free (flat_table);
2344   free (hash_val);
2345 }
2346
2347 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
2348
2349    first_set records the first place in the block where the register
2350    is set and is used to compute "anticipatability".
2351
2352    last_set records the last place in the block where the register
2353    is set and is used to compute "availability".
2354
2355    last_bb records the block for which first_set and last_set are
2356    valid, as a quick test to invalidate them.
2357
2358    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
2359    and is used to compute "transparency".  */
2360
2361 static void
2362 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2363      rtx insn;
2364      int regno;
2365 {
2366   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
2367   int cuid = INSN_CUID (insn);
2368
2369   info->last_set = cuid;
2370   if (info->last_bb != current_bb)
2371     {
2372       info->last_bb = current_bb;
2373       info->first_set = cuid;
2374       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb->index], regno);
2375     }
2376 }
2377
2378
2379 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
2380    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
2381    taken off pairwise.  */
2382
2383 static void
2384 canon_list_insert (dest, unused1, v_insn)
2385      rtx    dest ATTRIBUTE_UNUSED;
2386      rtx    unused1 ATTRIBUTE_UNUSED;
2387      void * v_insn;
2388 {
2389   rtx dest_addr, insn;
2390   int bb;
2391
2392   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2393       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2394       || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2395       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2396     dest = XEXP (dest, 0);
2397
2398   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
2399      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
2400      elsewhere.  */
2401
2402   if (GET_CODE (dest) != MEM)
2403     return;
2404
2405   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
2406   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
2407   insn = (rtx) v_insn;
2408   bb = BLOCK_NUM (insn);
2409
2410   canon_modify_mem_list[bb] =
2411     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
2412   canon_modify_mem_list[bb] =
2413     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
2414   bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2415 }
2416
2417 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
2418    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
2419    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
2420
2421 static void
2422 record_last_mem_set_info (insn)
2423      rtx insn;
2424 {
2425   int bb = BLOCK_NUM (insn);
2426
2427   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
2428      everything.  */
2429   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
2430   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
2431
2432   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2433     {
2434       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
2435          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
2436          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
2437       canon_modify_mem_list[bb] =
2438         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
2439       bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2440     }
2441   else
2442     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
2443 }
2444
2445 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2446    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2447    the SET is taking place.  */
2448
2449 static void
2450 record_last_set_info (dest, setter, data)
2451      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2452      void *data;
2453 {
2454   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2455
2456   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2457     dest = SUBREG_REG (dest);
2458
2459   if (GET_CODE (dest) == REG)
2460     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2461   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2462            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2463            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2464     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2465 }
2466
2467 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2468
2469    Expression entries are placed in the hash table if
2470    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2471    - src is something we want to perform GCSE on,
2472    - none of the operands are subsequently modified in the block
2473
2474    Assignment entries are placed in the hash table if
2475    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2476    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2477    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2478
2479    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2480
2481    F is the first insn.
2482    SET_P is non-zero for computing the assignment hash table.  */
2483
2484 static void
2485 compute_hash_table (set_p)
2486      int set_p;
2487 {
2488   unsigned int i;
2489
2490   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2491      registers are set in which blocks.
2492      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2493      compute.  Later.  */
2494   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
2495
2496   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2497   clear_modify_mem_tables ();
2498   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2499   reg_avail_info = (struct reg_avail_info*)
2500     gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2501
2502   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2503     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
2504
2505   FOR_EACH_BB (current_bb)
2506     {
2507       rtx insn;
2508       unsigned int regno;
2509       int in_libcall_block;
2510
2511       /* First pass over the instructions records information used to
2512          determine when registers and memory are first and last set.
2513          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2514          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2515
2516       for (insn = current_bb->head;
2517            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2518            insn = NEXT_INSN (insn))
2519         {
2520           if (! INSN_P (insn))
2521             continue;
2522
2523           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2524             {
2525               bool clobbers_all = false;
2526 #ifdef NON_SAVING_SETJMP
2527               if (NON_SAVING_SETJMP
2528                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
2529                 clobbers_all = true;
2530 #endif
2531
2532               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2533                 if (clobbers_all
2534                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2535                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2536
2537               mark_call (insn);
2538             }
2539
2540           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2541         }
2542
2543       /* The next pass builds the hash table.  */
2544
2545       for (insn = current_bb->head, in_libcall_block = 0;
2546            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2547            insn = NEXT_INSN (insn))
2548         if (INSN_P (insn))
2549           {
2550             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2551               in_libcall_block = 1;
2552             else if (set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2553               in_libcall_block = 0;
2554             hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block);
2555             if (!set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2556               in_libcall_block = 0;
2557           }
2558     }
2559
2560   free (reg_avail_info);
2561   reg_avail_info = NULL;
2562 }
2563
2564 /* Allocate space for the set hash table.
2565    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2566    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2567
2568 static void
2569 alloc_set_hash_table (n_insns)
2570      int n_insns;
2571 {
2572   int n;
2573
2574   set_hash_table_size = n_insns / 4;
2575   if (set_hash_table_size < 11)
2576     set_hash_table_size = 11;
2577
2578   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2579      Making it an odd number is simplest for now.
2580      ??? Later take some measurements.  */
2581   set_hash_table_size |= 1;
2582   n = set_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2583   set_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2584 }
2585
2586 /* Free things allocated by alloc_set_hash_table.  */
2587
2588 static void
2589 free_set_hash_table ()
2590 {
2591   free (set_hash_table);
2592 }
2593
2594 /* Compute the hash table for doing copy/const propagation.  */
2595
2596 static void
2597 compute_set_hash_table ()
2598 {
2599   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2600   n_sets = 0;
2601   memset ((char *) set_hash_table, 0,
2602           set_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2603
2604   compute_hash_table (1);
2605 }
2606
2607 /* Allocate space for the expression hash table.
2608    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2609    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2610
2611 static void
2612 alloc_expr_hash_table (n_insns)
2613      unsigned int n_insns;
2614 {
2615   int n;
2616
2617   expr_hash_table_size = n_insns / 2;
2618   /* Make sure the amount is usable.  */
2619   if (expr_hash_table_size < 11)
2620     expr_hash_table_size = 11;
2621
2622   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2623      Making it an odd number is simplest for now.
2624      ??? Later take some measurements.  */
2625   expr_hash_table_size |= 1;
2626   n = expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2627   expr_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2628 }
2629
2630 /* Free things allocated by alloc_expr_hash_table.  */
2631
2632 static void
2633 free_expr_hash_table ()
2634 {
2635   free (expr_hash_table);
2636 }
2637
2638 /* Compute the hash table for doing GCSE.  */
2639
2640 static void
2641 compute_expr_hash_table ()
2642 {
2643   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2644   n_exprs = 0;
2645   memset ((char *) expr_hash_table, 0,
2646           expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2647
2648   compute_hash_table (0);
2649 }
2650 \f
2651 /* Expression tracking support.  */
2652
2653 /* Lookup pattern PAT in the expression table.
2654    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2655
2656 static struct expr *
2657 lookup_expr (pat)
2658      rtx pat;
2659 {
2660   int do_not_record_p;
2661   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2662                                  expr_hash_table_size);
2663   struct expr *expr;
2664
2665   if (do_not_record_p)
2666     return NULL;
2667
2668   expr = expr_hash_table[hash];
2669
2670   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2671     expr = expr->next_same_hash;
2672
2673   return expr;
2674 }
2675
2676 /* Lookup REGNO in the set table.  If PAT is non-NULL look for the entry that
2677    matches it, otherwise return the first entry for REGNO.  The result is a
2678    pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2679
2680 static struct expr *
2681 lookup_set (regno, pat)
2682      unsigned int regno;
2683      rtx pat;
2684 {
2685   unsigned int hash = hash_set (regno, set_hash_table_size);
2686   struct expr *expr;
2687
2688   expr = set_hash_table[hash];
2689
2690   if (pat)
2691     {
2692       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2693         expr = expr->next_same_hash;
2694     }
2695   else
2696     {
2697       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2698         expr = expr->next_same_hash;
2699     }
2700
2701   return expr;
2702 }
2703
2704 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2705
2706 static struct expr *
2707 next_set (regno, expr)
2708      unsigned int regno;
2709      struct expr *expr;
2710 {
2711   do
2712     expr = expr->next_same_hash;
2713   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2714
2715   return expr;
2716 }
2717
2718 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
2719    types may be mixed.  */
2720
2721 static void
2722 free_insn_expr_list_list (listp)
2723      rtx *listp;
2724 {
2725   rtx list, next;
2726
2727   for (list = *listp; list ; list = next)
2728     {
2729       next = XEXP (list, 1);
2730       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
2731         free_EXPR_LIST_node (list);
2732       else
2733         free_INSN_LIST_node (list);
2734     }
2735
2736   *listp = NULL;
2737 }
2738
2739 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
2740 static void
2741 clear_modify_mem_tables ()
2742 {
2743   int i;
2744
2745   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2746     (modify_mem_list_set, 0, i, free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i));
2747   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
2748
2749   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2750     (canon_modify_mem_list_set, 0, i,
2751      free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i));
2752   bitmap_clear (canon_modify_mem_list_set);
2753 }
2754
2755 /* Release memory used by modify_mem_list_set and canon_modify_mem_list_set.  */
2756
2757 static void
2758 free_modify_mem_tables ()
2759 {
2760   clear_modify_mem_tables ();
2761   free (modify_mem_list);
2762   free (canon_modify_mem_list);
2763   modify_mem_list = 0;
2764   canon_modify_mem_list = 0;
2765 }
2766
2767 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2768    start of the block].  */
2769
2770 static void
2771 reset_opr_set_tables ()
2772 {
2773   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2774      the block.  */
2775   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
2776
2777   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2778      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2779      location has been modified.  */
2780   clear_modify_mem_tables ();
2781 }
2782
2783 /* Return non-zero if the operands of X are not set before INSN in
2784    INSN's basic block.  */
2785
2786 static int
2787 oprs_not_set_p (x, insn)
2788      rtx x, insn;
2789 {
2790   int i, j;
2791   enum rtx_code code;
2792   const char *fmt;
2793
2794   if (x == 0)
2795     return 1;
2796
2797   code = GET_CODE (x);
2798   switch (code)
2799     {
2800     case PC:
2801     case CC0:
2802     case CONST:
2803     case CONST_INT:
2804     case CONST_DOUBLE:
2805     case CONST_VECTOR:
2806     case SYMBOL_REF:
2807     case LABEL_REF:
2808     case ADDR_VEC:
2809     case ADDR_DIFF_VEC:
2810       return 1;
2811
2812     case MEM:
2813       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
2814                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2815         return 0;
2816       else
2817         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2818
2819     case REG:
2820       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2821
2822     default:
2823       break;
2824     }
2825
2826   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2827     {
2828       if (fmt[i] == 'e')
2829         {
2830           /* If we are about to do the last recursive call
2831              needed at this level, change it into iteration.
2832              This function is called enough to be worth it.  */
2833           if (i == 0)
2834             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2835
2836           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2837             return 0;
2838         }
2839       else if (fmt[i] == 'E')
2840         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2841           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2842             return 0;
2843     }
2844
2845   return 1;
2846 }
2847
2848 /* Mark things set by a CALL.  */
2849
2850 static void
2851 mark_call (insn)
2852      rtx insn;
2853 {
2854   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2855     record_last_mem_set_info (insn);
2856 }
2857
2858 /* Mark things set by a SET.  */
2859
2860 static void
2861 mark_set (pat, insn)
2862      rtx pat, insn;
2863 {
2864   rtx dest = SET_DEST (pat);
2865
2866   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2867          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2868          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2869          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2870     dest = XEXP (dest, 0);
2871
2872   if (GET_CODE (dest) == REG)
2873     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2874   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2875     record_last_mem_set_info (insn);
2876
2877   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2878     mark_call (insn);
2879 }
2880
2881 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2882
2883 static void
2884 mark_clobber (pat, insn)
2885      rtx pat, insn;
2886 {
2887   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2888
2889   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2890     clob = XEXP (clob, 0);
2891
2892   if (GET_CODE (clob) == REG)
2893     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2894   else
2895     record_last_mem_set_info (insn);
2896 }
2897
2898 /* Record things set by INSN.
2899    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2900
2901 static void
2902 mark_oprs_set (insn)
2903      rtx insn;
2904 {
2905   rtx pat = PATTERN (insn);
2906   int i;
2907
2908   if (GET_CODE (pat) == SET)
2909     mark_set (pat, insn);
2910   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2911     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2912       {
2913         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2914
2915         if (GET_CODE (x) == SET)
2916           mark_set (x, insn);
2917         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2918           mark_clobber (x, insn);
2919         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2920           mark_call (insn);
2921       }
2922
2923   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2924     mark_clobber (pat, insn);
2925   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2926     mark_call (insn);
2927 }
2928
2929 \f
2930 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2931
2932 /* Allocate reaching def variables.  */
2933
2934 static void
2935 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2936      int n_blocks, n_insns;
2937 {
2938   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2939   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_blocks);
2940
2941   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2942   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_blocks);
2943
2944   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2945   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_blocks);
2946
2947   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2948   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_blocks);
2949 }
2950
2951 /* Free reaching def variables.  */
2952
2953 static void
2954 free_rd_mem ()
2955 {
2956   sbitmap_vector_free (rd_kill);
2957   sbitmap_vector_free (rd_gen);
2958   sbitmap_vector_free (reaching_defs);
2959   sbitmap_vector_free (rd_out);
2960 }
2961
2962 /* Add INSN to the kills of BB.  REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2963
2964 static void
2965 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2966      rtx insn;
2967      int regno;
2968      basic_block bb;
2969 {
2970   struct reg_set *this_reg;
2971
2972   for (this_reg = reg_set_table[regno]; this_reg; this_reg = this_reg ->next)
2973     if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2974       SET_BIT (rd_kill[bb->index], INSN_CUID (this_reg->insn));
2975 }
2976
2977 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2978
2979 static void
2980 compute_kill_rd ()
2981 {
2982   int cuid;
2983   unsigned int regno;
2984   int i;
2985   basic_block bb;
2986
2987   /* For each block
2988        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2989            generates a definition in the block)
2990          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2991          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2992          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2993              this block
2994            Set the bit in `kill' corresponding to that insn.  */
2995   FOR_EACH_BB (bb)
2996     for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
2997       if (TEST_BIT (rd_gen[bb->index], cuid))
2998         {
2999           rtx insn = CUID_INSN (cuid);
3000           rtx pat = PATTERN (insn);
3001
3002           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
3003             {
3004               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
3005                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
3006                   handle_rd_kill_set (insn, regno, bb);
3007             }
3008
3009           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
3010             {
3011               for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
3012                 {
3013                   enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
3014
3015                   if ((code == SET || code == CLOBBER)
3016                       && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
3017                     handle_rd_kill_set (insn,
3018                                         REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
3019                                         bb);
3020                 }
3021             }
3022           else if (GET_CODE (pat) == SET && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
3023             /* Each setting of this register outside of this block
3024                must be marked in the set of kills in this block.  */
3025             handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), bb);
3026         }
3027 }
3028
3029 /* Compute the reaching definitions as in
3030    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
3031    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
3032    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
3033
3034 static void
3035 compute_rd ()
3036 {
3037   int changed, passes;
3038   basic_block bb;
3039
3040   FOR_EACH_BB (bb)
3041     sbitmap_copy (rd_out[bb->index] /*dst*/, rd_gen[bb->index] /*src*/);
3042
3043   passes = 0;
3044   changed = 1;
3045   while (changed)
3046     {
3047       changed = 0;
3048       FOR_EACH_BB (bb)
3049         {
3050           sbitmap_union_of_preds (reaching_defs[bb->index], rd_out, bb->index);
3051           changed |= sbitmap_union_of_diff_cg (rd_out[bb->index], rd_gen[bb->index],
3052                                                reaching_defs[bb->index], rd_kill[bb->index]);
3053         }
3054       passes++;
3055     }
3056
3057   if (gcse_file)
3058     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
3059 }
3060 \f
3061 /* Classic GCSE available expression support.  */
3062
3063 /* Allocate memory for available expression computation.  */
3064
3065 static void
3066 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
3067      int n_blocks, n_exprs;
3068 {
3069   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3070   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_blocks);
3071
3072   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3073   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_blocks);
3074
3075   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3076   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_blocks);
3077
3078   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3079   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_blocks);
3080 }
3081
3082 static void
3083 free_avail_expr_mem ()
3084 {
3085   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3086   sbitmap_vector_free (ae_gen);
3087   sbitmap_vector_free (ae_in);
3088   sbitmap_vector_free (ae_out);
3089 }
3090
3091 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
3092
3093 static void
3094 compute_ae_gen ()
3095 {
3096   unsigned int i;
3097   struct expr *expr;
3098   struct occr *occr;
3099
3100   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
3101      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
3102      is not available, and the only expressions we want to work with are the
3103      ones that are recorded.  */
3104   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3105     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != 0; expr = expr->next_same_hash)
3106       for (occr = expr->avail_occr; occr != 0; occr = occr->next)
3107         SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
3108 }
3109
3110 /* Return non-zero if expression X is killed in BB.  */
3111
3112 static int
3113 expr_killed_p (x, bb)
3114      rtx x;
3115      basic_block bb;
3116 {
3117   int i, j;
3118   enum rtx_code code;
3119   const char *fmt;
3120
3121   if (x == 0)
3122     return 1;
3123
3124   code = GET_CODE (x);
3125   switch (code)
3126     {
3127     case REG:
3128       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
3129
3130     case MEM:
3131       if (load_killed_in_block_p (bb, get_max_uid () + 1, x, 0))
3132         return 1;
3133       else
3134         return expr_killed_p (XEXP (x, 0), bb);
3135
3136     case PC:
3137     case CC0: /*FIXME*/
3138     case CONST:
3139     case CONST_INT:
3140     case CONST_DOUBLE:
3141     case CONST_VECTOR:
3142     case SYMBOL_REF:
3143     case LABEL_REF:
3144     case ADDR_VEC:
3145     case ADDR_DIFF_VEC:
3146       return 0;
3147
3148     default:
3149       break;
3150     }
3151
3152   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3153     {
3154       if (fmt[i] == 'e')
3155         {
3156           /* If we are about to do the last recursive call
3157              needed at this level, change it into iteration.
3158              This function is called enough to be worth it.  */
3159           if (i == 0)
3160             return expr_killed_p (XEXP (x, i), bb);
3161           else if (expr_killed_p (XEXP (x, i), bb))
3162             return 1;
3163         }
3164       else if (fmt[i] == 'E')
3165         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3166           if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
3167             return 1;
3168     }
3169
3170   return 0;
3171 }
3172
3173 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
3174
3175 static void
3176 compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill)
3177      sbitmap *ae_gen, *ae_kill;
3178 {
3179   basic_block bb;
3180   unsigned int i;
3181   struct expr *expr;
3182
3183   FOR_EACH_BB (bb)
3184     for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3185       for (expr = expr_hash_table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3186         {
3187           /* Skip EXPR if generated in this block.  */
3188           if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], expr->bitmap_index))
3189             continue;
3190
3191           if (expr_killed_p (expr->expr, bb))
3192             SET_BIT (ae_kill[bb->index], expr->bitmap_index);
3193         }
3194 }
3195 \f
3196 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
3197
3198 /* Return non-zero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
3199
3200    CHECK_SELF_LOOP is non-zero if we should consider a block reaching itself
3201    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
3202    of the expression in the block.
3203
3204    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3205    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3206
3207    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3208    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3209    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3210    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3211    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3212    the closest such expression.  */
3213
3214 static int
3215 expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
3216      struct occr *occr;
3217      struct expr *expr;
3218      basic_block bb;
3219      int check_self_loop;
3220      char *visited;
3221 {
3222   edge pred;
3223
3224   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
3225     {
3226       basic_block pred_bb = pred->src;
3227
3228       if (visited[pred_bb->index])
3229         /* This predecessor has already been visited. Nothing to do.  */
3230           ;
3231       else if (pred_bb == bb)
3232         {
3233           /* BB loops on itself.  */
3234           if (check_self_loop
3235               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index)
3236               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3237             return 1;
3238
3239           visited[pred_bb->index] = 1;
3240         }
3241
3242       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3243       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3244         visited[pred_bb->index] = 1;
3245
3246       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3247       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3248         {
3249           /* Is this the occurrence we're looking for?
3250              Note that there's only one generating occurrence per block
3251              so we just need to check the block number.  */
3252           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3253             return 1;
3254
3255           visited[pred_bb->index] = 1;
3256         }
3257
3258       /* Neither gen nor kill.  */
3259       else
3260         {
3261           visited[pred_bb->index] = 1;
3262           if (expr_reaches_here_p_work (occr, expr, pred_bb, check_self_loop,
3263               visited))
3264
3265             return 1;
3266         }
3267     }
3268
3269   /* All paths have been checked.  */
3270   return 0;
3271 }
3272
3273 /* This wrapper for expr_reaches_here_p_work() is to ensure that any
3274    memory allocated for that function is returned.  */
3275
3276 static int
3277 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop)
3278      struct occr *occr;
3279      struct expr *expr;
3280      basic_block bb;
3281      int check_self_loop;
3282 {
3283   int rval;
3284   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
3285
3286   rval = expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited);
3287
3288   free (visited);
3289   return rval;
3290 }
3291
3292 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
3293    If there is more than one such instruction, return NULL.
3294
3295    Called only by handle_avail_expr.  */
3296
3297 static rtx
3298 computing_insn (expr, insn)
3299      struct expr *expr;
3300      rtx insn;
3301 {
3302   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3303
3304   if (expr->avail_occr->next == NULL)
3305     {
3306       if (BLOCK_FOR_INSN (expr->avail_occr->insn) == bb)
3307         /* The available expression is actually itself
3308            (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
3309         return NULL;
3310
3311       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
3312          a substitution that took place.  */
3313       return expr->avail_occr->insn;
3314     }
3315   else
3316     {
3317       /* Pattern is computed more than once.
3318          Search backwards from this insn to see how many of these
3319          computations actually reach this insn.  */
3320       struct occr *occr;
3321       rtx insn_computes_expr = NULL;
3322       int can_reach = 0;
3323
3324       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3325         {
3326           if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
3327             {
3328               /* The expression is generated in this block.
3329                  The only time we care about this is when the expression
3330                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
3331                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
3332               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn)
3333                   && expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1))
3334                 {
3335                   can_reach++;
3336                   if (can_reach > 1)
3337                     return NULL;
3338
3339                   insn_computes_expr = occr->insn;
3340                 }
3341             }
3342           else if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0))
3343             {
3344               can_reach++;
3345               if (can_reach > 1)
3346                 return NULL;
3347
3348               insn_computes_expr = occr->insn;
3349             }
3350         }
3351
3352       if (insn_computes_expr == NULL)
3353         abort ();
3354
3355       return insn_computes_expr;
3356     }
3357 }
3358
3359 /* Return non-zero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3360    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3361
3362 static int
3363 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3364      rtx insn, def_insn;
3365 {
3366   rtx reg;
3367
3368   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3369     return 1;
3370
3371   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3372     {
3373       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3374         {
3375           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3376             return 1;
3377           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3378             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3379           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3380             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3381           else
3382             abort ();
3383
3384           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3385         }
3386       else
3387         return 0;
3388     }
3389
3390   return 0;
3391 }
3392
3393 /* Return non-zero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.  The
3394    value returned is the number of definitions that reach INSN.  Returning a
3395    value of zero means that [maybe] more than one definition reaches INSN and
3396    the caller can't perform whatever optimization it is trying.  i.e. it is
3397    always safe to return zero.  */
3398
3399 static int
3400 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3401      struct reg_set **addr_this_reg;
3402      rtx insn;
3403      int for_combine;
3404 {
3405   int number_of_reaching_defs = 0;
3406   struct reg_set *this_reg;
3407
3408   for (this_reg = *addr_this_reg; this_reg != 0; this_reg = this_reg->next)
3409     if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3410       {
3411         number_of_reaching_defs++;
3412         /* Ignore parallels for now.  */
3413         if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3414           return 0;
3415
3416         if (!for_combine
3417             && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3418                 || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3419                                   SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3420           /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3421           return 0;
3422
3423         if (number_of_reaching_defs > 1)
3424           {
3425             /* If in this setting the value the register is being set to is
3426                equal to the previous value the register was set to and this
3427                setting reaches the insn we are trying to do the substitution
3428                on then we are ok.  */
3429             if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3430               return 0;
3431             else if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3432                                     SET_SRC (PATTERN (insn))))
3433               return 0;
3434           }
3435
3436         *addr_this_reg = this_reg;
3437       }
3438
3439   return number_of_reaching_defs;
3440 }
3441
3442 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3443    so try to perform the substitution.
3444
3445    The result is non-zero if any changes were made.  */
3446
3447 static int
3448 handle_avail_expr (insn, expr)
3449      rtx insn;
3450      struct expr *expr;
3451 {
3452   rtx pat, insn_computes_expr, expr_set;
3453   rtx to;
3454   struct reg_set *this_reg;
3455   int found_setting, use_src;
3456   int changed = 0;
3457
3458   /* We only handle the case where one computation of the expression
3459      reaches this instruction.  */
3460   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3461   if (insn_computes_expr == NULL)
3462     return 0;
3463   expr_set = single_set (insn_computes_expr);
3464   if (!expr_set)
3465     abort ();
3466
3467   found_setting = 0;
3468   use_src = 0;
3469
3470   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3471      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3472      expression is computed into.  */
3473   if (GET_CODE (SET_SRC (expr_set)) == REG)
3474     {
3475       /* This is the case when the available expression that reaches
3476          here has already been handled as an available expression.  */
3477       unsigned int regnum_for_replacing
3478         = REGNO (SET_SRC (expr_set));
3479
3480       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3481          however we know it's set only once.  */
3482       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3483           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3484              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3485           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3486                this_reg->next == NULL)
3487               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3488         {
3489           use_src = 1;
3490           found_setting = 1;
3491         }
3492     }
3493
3494   if (!found_setting)
3495     {
3496       unsigned int regnum_for_replacing
3497         = REGNO (SET_DEST (expr_set));
3498
3499       /* This shouldn't happen.  */
3500       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3501         abort ();
3502
3503       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3504
3505       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3506          or only one set reaches this insn, use it.  */
3507       if (this_reg->next == NULL
3508           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3509         found_setting = 1;
3510     }
3511
3512   if (found_setting)
3513     {
3514       pat = PATTERN (insn);
3515       if (use_src)
3516         to = SET_SRC (expr_set);
3517       else
3518         to = SET_DEST (expr_set);
3519       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3520
3521       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3522          to play it safe we check.  */
3523       if (changed)
3524         {
3525           gcse_subst_count++;
3526           if (gcse_file != NULL)
3527             {
3528               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with",
3529                        INSN_UID (insn));
3530               fprintf (gcse_file, " reg %d %s insn %d\n",
3531                        REGNO (to), use_src ? "from" : "set in",
3532                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3533             }
3534         }
3535     }
3536
3537   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3538   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3539     {
3540       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3541          into a new pseudo register call this new register REGN.
3542          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3543          replace all uses of REGB with REGN.  */
3544       rtx new_insn;
3545
3546       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (expr_set)));
3547
3548       /* Generate the new insn.  */
3549       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3550          an insn.  I think this is ok.  */
3551       new_insn
3552         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3553                                         SET_DEST (expr_set)),
3554                            insn_computes_expr);
3555
3556       /* Keep register set table up to date.  */
3557       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3558
3559       gcse_create_count++;
3560       if (gcse_file != NULL)
3561         {
3562           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d",
3563                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3564                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))));
3565           fprintf (gcse_file, ", computed in insn %d,\n",
3566                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3567           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n",
3568                    REGNO (to));
3569         }
3570
3571       pat = PATTERN (insn);
3572
3573       /* Do register replacement for INSN.  */
3574       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3575                                  SET_DEST (PATTERN
3576                                            (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3577                                  0);
3578
3579       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3580          to play it safe we check.  */
3581       if (changed)
3582         {
3583           gcse_subst_count++;
3584           if (gcse_file != NULL)
3585             {
3586               fprintf (gcse_file,
3587                        "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d ",
3588                        INSN_UID (insn),
3589                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN
3590                                                  (insn_computes_expr)))));
3591               fprintf (gcse_file, "set in insn %d\n",
3592                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3593             }
3594         }
3595     }
3596
3597   return changed;
3598 }
3599
3600 /* Perform classic GCSE.  This is called by one_classic_gcse_pass after all
3601    the dataflow analysis has been done.
3602
3603    The result is non-zero if a change was made.  */
3604
3605 static int
3606 classic_gcse ()
3607 {
3608   int changed;
3609   rtx insn;
3610   basic_block bb;
3611
3612   /* Note we start at block 1.  */
3613
3614   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3615     return 0;
3616
3617   changed = 0;
3618   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3619     {
3620       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3621          start of the block].  */
3622       reset_opr_set_tables ();
3623
3624       for (insn = bb->head;
3625            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
3626            insn = NEXT_INSN (insn))
3627         {
3628           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3629           if (GET_CODE (insn) == INSN
3630               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3631               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3632               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3633             {
3634               rtx pat = PATTERN (insn);
3635               rtx src = SET_SRC (pat);
3636               struct expr *expr;
3637
3638               if (want_to_gcse_p (src)
3639                   /* Is the expression recorded?  */
3640                   && ((expr = lookup_expr (src)) != NULL)
3641                   /* Is the expression available [at the start of the
3642                      block]?  */
3643                   && TEST_BIT (ae_in[bb->index], expr->bitmap_index)
3644                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3645                      block?  */
3646                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3647                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3648             }
3649
3650           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3651           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3652           if (INSN_P (insn))
3653             mark_oprs_set (insn);
3654         }
3655     }
3656
3657   return changed;
3658 }
3659
3660 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3661
3662    Return non-zero if a change was made.  */
3663
3664 static int
3665 one_classic_gcse_pass (pass)
3666      int pass;
3667 {
3668   int changed = 0;
3669
3670   gcse_subst_count = 0;
3671   gcse_create_count = 0;
3672
3673   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
3674   alloc_rd_mem (last_basic_block, max_cuid);
3675   compute_expr_hash_table ();
3676   if (gcse_file)
3677     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
3678                      expr_hash_table_size, n_exprs);
3679
3680   if (n_exprs > 0)
3681     {
3682       compute_kill_rd ();
3683       compute_rd ();
3684       alloc_avail_expr_mem (last_basic_block, n_exprs);
3685       compute_ae_gen ();
3686       compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill);
3687       compute_available (ae_gen, ae_kill, ae_out, ae_in);
3688       changed = classic_gcse ();
3689       free_avail_expr_mem ();
3690     }
3691
3692   free_rd_mem ();
3693   free_expr_hash_table ();
3694
3695   if (gcse_file)
3696     {
3697       fprintf (gcse_file, "\n");
3698       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs,",
3699                current_function_name, pass, bytes_used, gcse_subst_count);
3700       fprintf (gcse_file, "%d insns created\n", gcse_create_count);
3701     }
3702
3703   return changed;
3704 }
3705 \f
3706 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3707
3708 /* Local properties of assignments.  */
3709 static sbitmap *cprop_pavloc;
3710 static sbitmap *cprop_absaltered;
3711
3712 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3713 static sbitmap *cprop_avin;
3714 static sbitmap *cprop_avout;
3715
3716 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
3717    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
3718
3719 static void
3720 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3721      int n_blocks, n_sets;
3722 {
3723   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3724   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3725
3726   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3727   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3728 }
3729
3730 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3731
3732 static void
3733 free_cprop_mem ()
3734 {
3735   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
3736   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
3737   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
3738   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
3739 }
3740
3741 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
3742    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
3743    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
3744    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
3745    bit in BMAP.  */
3746
3747 static void
3748 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3749      rtx x;
3750      int indx;
3751      sbitmap *bmap;
3752      int set_p;
3753 {
3754   int i, j;
3755   basic_block bb;
3756   enum rtx_code code;
3757   reg_set *r;
3758   const char *fmt;
3759
3760   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3761      can't do it when there's no return value.  */
3762  repeat:
3763
3764   if (x == 0)
3765     return;
3766
3767   code = GET_CODE (x);
3768   switch (code)
3769     {
3770     case REG:
3771       if (set_p)
3772         {
3773           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3774             {
3775               FOR_EACH_BB (bb)
3776                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3777                   SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3778             }
3779           else
3780             {
3781               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3782                 SET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3783             }
3784         }
3785       else
3786         {
3787           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3788             {
3789               FOR_EACH_BB (bb)
3790                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3791                   RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3792             }
3793           else
3794             {
3795               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3796                 RESET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3797             }
3798         }
3799
3800       return;
3801
3802     case MEM:
3803       FOR_EACH_BB (bb)
3804         {
3805           rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb->index];
3806
3807           while (list_entry)
3808             {
3809               rtx dest, dest_addr;
3810
3811               if (GET_CODE (XEXP (list_entry, 0)) == CALL_INSN)
3812                 {
3813                   if (set_p)
3814                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3815                   else
3816                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3817                   break;
3818                 }
3819               /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
3820                  Examine each hunk of memory that is modified.  */
3821
3822               dest = XEXP (list_entry, 0);
3823               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3824               dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
3825
3826               if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
3827                                          x, rtx_addr_varies_p))
3828                 {
3829                   if (set_p)
3830                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3831                   else
3832                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3833                   break;
3834                 }
3835               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3836             }
3837         }
3838
3839       x = XEXP (x, 0);
3840       goto repeat;
3841
3842     case PC:
3843     case CC0: /*FIXME*/
3844     case CONST:
3845     case CONST_INT:
3846     case CONST_DOUBLE:
3847     case CONST_VECTOR:
3848     case SYMBOL_REF:
3849     case LABEL_REF:
3850     case ADDR_VEC:
3851     case ADDR_DIFF_VEC:
3852       return;
3853
3854     default:
3855       break;
3856     }
3857
3858   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3859     {
3860       if (fmt[i] == 'e')
3861         {
3862           /* If we are about to do the last recursive call
3863              needed at this level, change it into iteration.
3864              This function is called enough to be worth it.  */
3865           if (i == 0)
3866             {
3867               x = XEXP (x, i);
3868               goto repeat;
3869             }
3870
3871           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
3872         }
3873       else if (fmt[i] == 'E')
3874         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3875           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3876     }
3877 }
3878
3879 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3880    propagation.  */
3881
3882 static void
3883 compute_cprop_data ()
3884 {
3885   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, 1);
3886   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
3887                      cprop_avout, cprop_avin);
3888 }
3889 \f
3890 /* Copy/constant propagation.  */
3891
3892 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3893 #define MAX_USES 8
3894
3895 /* Table of uses found in an insn.
3896    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3897 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3898
3899 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3900 static int reg_use_count;
3901
3902 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
3903    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
3904    and contains the number of uses in the table upon exit.
3905
3906    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
3907    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3908
3909 static void
3910 find_used_regs (xptr, data)
3911      rtx *xptr;
3912      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3913 {
3914   int i, j;
3915   enum rtx_code code;
3916   const char *fmt;
3917   rtx x = *xptr;
3918
3919   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3920      can't do it when there's no return value.  */
3921  repeat:
3922   if (x == 0)
3923     return;
3924
3925   code = GET_CODE (x);
3926   if (REG_P (x))
3927     {
3928       if (reg_use_count == MAX_USES)
3929         return;
3930
3931       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3932       reg_use_count++;
3933     }
3934
3935   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3936
3937   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3938     {
3939       if (fmt[i] == 'e')
3940         {
3941           /* If we are about to do the last recursive call
3942              needed at this level, change it into iteration.
3943              This function is called enough to be worth it.  */
3944           if (i == 0)
3945             {
3946               x = XEXP (x, 0);
3947               goto repeat;
3948             }
3949
3950           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
3951         }
3952       else if (fmt[i] == 'E')
3953         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3954           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
3955     }
3956 }
3957
3958 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3959    Returns non-zero is successful.  */
3960
3961 static int
3962 try_replace_reg (from, to, insn)
3963      rtx from, to, insn;
3964 {
3965   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3966   rtx src = 0;
3967   int success = 0;
3968   rtx set = single_set (insn);
3969
3970   validate_replace_src_group (from, to, insn);
3971   if (num_changes_pending () && apply_change_group ())
3972     success = 1;
3973
3974   if (!success && set && reg_mentioned_p (from, SET_SRC (set)))
3975     {
3976       /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
3977          the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
3978          SETs, but it probably won't buy us anything.  */
3979       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
3980
3981       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
3982           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
3983         success = 1;
3984
3985       /* If we've failed to do replacement, have a single SET, and don't already
3986          have a note, add a REG_EQUAL note to not lose information.  */
3987       if (!success && note == 0 && set != 0)
3988         note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
3989     }
3990
3991   /* If there is already a NOTE, update the expression in it with our
3992      replacement.  */
3993   else if (note != 0)
3994     XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to);
3995
3996   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
3997      We don't allow that. Remove that note. This code ought
3998      not to hapen, because previous code ought to syntetize
3999      reg-reg move, but be on the safe side.  */
4000   if (note && REG_P (XEXP (note, 0)))
4001     remove_note (insn, note);
4002
4003   return success;
4004 }
4005
4006 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
4007    NULL no such set is found.  */
4008
4009 static struct expr *
4010 find_avail_set (regno, insn)
4011      int regno;
4012      rtx insn;
4013 {
4014   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
4015      use in a substitution.  */
4016   struct expr *set1 = 0;
4017
4018   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
4019      available at the start of the block containing INSN.  ie we would
4020      need two sets like this available at the start of the block:
4021
4022        (set (reg X) (reg Y))
4023        (set (reg Y) (reg X))
4024
4025      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
4026      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
4027   while (1)
4028     {
4029       rtx src;
4030       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4031
4032       /* Find a set that is available at the start of the block
4033          which contains INSN.  */
4034       while (set)
4035         {
4036           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
4037             break;
4038           set = next_set (regno, set);
4039         }
4040
4041       /* If no available set was found we've reached the end of the
4042          (possibly empty) copy chain.  */
4043       if (set == 0)
4044         break;
4045
4046       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4047         abort ();
4048
4049       src = SET_SRC (set->expr);
4050
4051       /* We know the set is available.
4052          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
4053          have changed since the start of the block).
4054
4055          If the source operand changed, we may still use it for the next
4056          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
4057
4058       if (CONSTANT_P (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
4059         set1 = set;
4060
4061       /* If the source of the set is anything except a register, then
4062          we have reached the end of the copy chain.  */
4063       if (GET_CODE (src) != REG)
4064         break;
4065
4066       /* Follow the copy chain, ie start another iteration of the loop
4067          and see if we have an available copy into SRC.  */
4068       regno = REGNO (src);
4069     }
4070
4071   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
4072      INSN.  */
4073   return set1;
4074 }
4075
4076 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
4077    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
4078    it is the instruction that immediately preceeds JUMP, and must be a
4079    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
4080    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
4081    if a change was made.  */
4082
4083 static int
4084 cprop_jump (bb, setcc, jump, from, src)
4085      basic_block bb;
4086      rtx setcc;
4087      rtx jump;
4088      rtx from;
4089      rtx src;
4090 {
4091   rtx new, new_set;
4092   rtx set = pc_set (jump);
4093
4094   /* First substitute in the INSN condition as the SET_SRC of the JUMP,
4095      then substitute that given values in this expanded JUMP.  */
4096   if (setcc != NULL)
4097     {
4098       rtx setcc_set = single_set (setcc);
4099       new_set = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set),
4100                                       SET_DEST (setcc_set),
4101                                       SET_SRC (setcc_set));
4102     }
4103   else
4104     new_set = set;
4105
4106   new = simplify_replace_rtx (new_set, from, src);
4107
4108   /* If no simplification can be made, then try the next
4109      register.  */
4110   if (rtx_equal_p (new, new_set))
4111     return 0;
4112
4113   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
4114   if (new == pc_rtx)
4115     delete_insn (jump);
4116   else
4117     {
4118       if (! validate_change (jump, &SET_SRC (set), new, 0))
4119         return 0;
4120
4121       /* If this has turned into an unconditional jump,
4122          then put a barrier after it so that the unreachable
4123          code will be deleted.  */
4124       if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
4125         emit_barrier_after (jump);
4126      }
4127
4128 #ifdef HAVE_cc0
4129   /* Delete the cc0 setter.  */
4130   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
4131     delete_insn (setcc);
4132 #endif
4133
4134   run_jump_opt_after_gcse = 1;
4135
4136   const_prop_count++;
4137   if (gcse_file != NULL)
4138     {
4139       fprintf (gcse_file,
4140                "CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
4141                REGNO (from), INSN_UID (jump));
4142       print_rtl (gcse_file, src);
4143       fprintf (gcse_file, "\n");
4144     }
4145   purge_dead_edges (bb);
4146
4147   return 1;
4148 }
4149
4150 static bool
4151 constprop_register (insn, from, to, alter_jumps)
4152      rtx insn;
4153      rtx from;
4154      rtx to;
4155      int alter_jumps;
4156 {
4157   rtx sset;
4158
4159   /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
4160      conditional branch instructions first.  */
4161   if (alter_jumps
4162       && (sset = single_set (insn)) != NULL
4163       && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn)) && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
4164     {
4165       rtx dest = SET_DEST (sset);
4166       if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4167           && cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), insn, NEXT_INSN (insn), from, to))
4168         return 1;
4169     }
4170
4171   /* Handle normal insns next.  */
4172   if (GET_CODE (insn) == INSN
4173       && try_replace_reg (from, to, insn))
4174     return 1;
4175
4176   /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
4177      We're pretty specific about what we will handle in this
4178      code, we can extend this as necessary over time.
4179
4180      Right now the insn in question must look like
4181      (set (pc) (if_then_else ...))  */
4182   else if (alter_jumps && any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4183     return cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), NULL, insn, from, to);
4184   return 0;
4185 }
4186
4187 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
4188    The result is non-zero if a change was made.  */
4189
4190 static int
4191 cprop_insn (insn, alter_jumps)
4192      rtx insn;
4193      int alter_jumps;
4194 {
4195   struct reg_use *reg_used;
4196   int changed = 0;
4197   rtx note;
4198
4199   if (!INSN_P (insn))
4200     return 0;
4201
4202   reg_use_count = 0;
4203   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4204
4205   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4206
4207   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
4208   if (note)
4209     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4210
4211   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4212        reg_used++, reg_use_count--)
4213     {
4214       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4215       rtx pat, src;
4216       struct expr *set;
4217
4218       /* Ignore registers created by GCSE.
4219          We do this because ...  */
4220       if (regno >= max_gcse_regno)
4221         continue;
4222
4223       /* If the register has already been set in this block, there's
4224          nothing we can do.  */
4225       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
4226         continue;
4227
4228       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
4229          at the start of the block.  */
4230       set = find_avail_set (regno, insn);
4231       if (! set)
4232         continue;
4233
4234       pat = set->expr;
4235       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
4236       if (GET_CODE (pat) != SET)
4237         abort ();
4238
4239       src = SET_SRC (pat);
4240
4241       /* Constant propagation.  */
4242       if (CONSTANT_P (src))
4243         {
4244           if (constprop_register (insn, reg_used->reg_rtx, src, alter_jumps))
4245             {
4246               changed = 1;
4247               const_prop_count++;
4248               if (gcse_file != NULL)
4249                 {
4250                   fprintf (gcse_file, "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ", regno);
4251                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ", INSN_UID (insn));
4252                   print_rtl (gcse_file, src);
4253                   fprintf (gcse_file, "\n");
4254                 }
4255             }
4256         }
4257       else if (GET_CODE (src) == REG
4258                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4259                && REGNO (src) != regno)
4260         {
4261           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4262             {
4263               changed = 1;
4264               copy_prop_count++;
4265               if (gcse_file != NULL)
4266                 {
4267                   fprintf (gcse_file, "GLOBAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4268                            regno, INSN_UID (insn));
4269                   fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
4270                 }
4271
4272               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4273                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4274               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
4275                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
4276                  and made things worse.  */
4277             }
4278         }
4279     }
4280
4281   return changed;
4282 }
4283
4284 static bool
4285 do_local_cprop (x, insn, alter_jumps)
4286      rtx x;
4287      rtx insn;
4288      int alter_jumps;
4289 {
4290   rtx newreg = NULL, newcnst = NULL;
4291
4292   /* Rule out USE instructions and ASM statements as we don't want to change the hard
4293      registers mentioned.  */
4294   if (GET_CODE (x) == REG
4295       && (REGNO (x) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4296           || (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE && asm_noperands (PATTERN (insn)) < 0)))
4297     {
4298       cselib_val *val = cselib_lookup (x, GET_MODE (x), 0);
4299       struct elt_loc_list *l;
4300
4301       if (!val)
4302         return false;
4303       for (l = val->locs; l; l = l->next)
4304         {
4305           rtx this_rtx = l->loc;
4306           rtx note;
4307
4308           if (CONSTANT_P (this_rtx))
4309             newcnst = this_rtx;
4310           if (REG_P (this_rtx) && REGNO (this_rtx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4311               /* Don't copy propagate if it has attached REG_EQUIV note.
4312                  At this point this only function parameters should have
4313                  REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
4314                  explicitly, it means address of parameter has been taken,
4315                  so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
4316               && (!(note = find_reg_note (l->setting_insn, REG_EQUIV, NULL_RTX))
4317                   || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
4318             newreg = this_rtx;
4319         }
4320       if (newcnst && constprop_register (insn, x, newcnst, alter_jumps))
4321         {
4322           if (gcse_file != NULL)
4323             {
4324               fprintf (gcse_file, "LOCAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
4325                        REGNO (x));
4326               fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4327                        INSN_UID (insn));
4328               print_rtl (gcse_file, newcnst);
4329               fprintf (gcse_file, "\n");
4330             }
4331           const_prop_count++;
4332           return true;
4333         }
4334       else if (newreg && newreg != x && try_replace_reg (x, newreg, insn))
4335         {
4336           if (gcse_file != NULL)
4337             {
4338               fprintf (gcse_file,
4339                        "LOCAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4340                        REGNO (x), INSN_UID (insn));
4341               fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (newreg));
4342             }
4343           copy_prop_count++;
4344           return true;
4345         }
4346     }
4347   return false;
4348 }
4349
4350 static void
4351 local_cprop_pass (alter_jumps)
4352      int alter_jumps;
4353 {
4354   rtx insn;
4355   struct reg_use *reg_used;
4356
4357   cselib_init ();
4358   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
4359     {
4360       if (INSN_P (insn))
4361         {
4362           rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4363
4364           do
4365             {
4366               reg_use_count = 0;
4367               note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4368               if (note)
4369                 find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4370
4371               for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4372                    reg_used++, reg_use_count--)
4373                 if (do_local_cprop (reg_used->reg_rtx, insn, alter_jumps))
4374                   break;
4375             }
4376           while (reg_use_count);
4377         }
4378       cselib_process_insn (insn);
4379     }
4380   cselib_finish ();
4381 }
4382
4383 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
4384    non-zero if a change was made.  */
4385
4386 static int
4387 cprop (alter_jumps)
4388      int alter_jumps;
4389 {
4390   int changed;
4391   basic_block bb;
4392   rtx insn;
4393
4394   /* Note we start at block 1.  */
4395   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4396     {
4397       if (gcse_file != NULL)
4398         fprintf (gcse_file, "\n");
4399       return 0;
4400     }
4401
4402   changed = 0;
4403   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4404     {
4405       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
4406          start of the block].  */
4407       reset_opr_set_tables ();
4408
4409       for (insn = bb->head;
4410            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4411            insn = NEXT_INSN (insn))
4412         if (INSN_P (insn))
4413           {
4414             changed |= cprop_insn (insn, alter_jumps);
4415
4416             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
4417             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
4418                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
4419             if (GET_CODE (insn) != NOTE)
4420               mark_oprs_set (insn);
4421           }
4422     }
4423
4424   if (gcse_file != NULL)
4425     fprintf (gcse_file, "\n");
4426
4427   return changed;
4428 }
4429
4430 /* Perform one copy/constant propagation pass.
4431    F is the first insn in the function.
4432    PASS is the pass count.  */
4433
4434 static int
4435 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
4436      int pass;
4437      int alter_jumps;
4438 {
4439   int changed = 0;
4440
4441   const_prop_count = 0;
4442   copy_prop_count = 0;
4443
4444   local_cprop_pass (alter_jumps);
4445
4446   alloc_set_hash_table (max_cuid);
4447   compute_set_hash_table ();
4448   if (gcse_file)
4449     dump_hash_table (gcse_file, "SET", set_hash_table, set_hash_table_size,
4450                      n_sets);
4451   if (n_sets > 0)
4452     {
4453       alloc_cprop_mem (last_basic_block, n_sets);
4454       compute_cprop_data ();
4455       changed = cprop (alter_jumps);
4456       if (alter_jumps)
4457         changed |= bypass_conditional_jumps ();
4458       free_cprop_mem ();
4459     }
4460
4461   free_set_hash_table ();
4462
4463   if (gcse_file)
4464     {
4465       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4466                current_function_name, pass, bytes_used);
4467       fprintf (gcse_file, "%d const props, %d copy props\n\n",
4468                const_prop_count, copy_prop_count);
4469     }
4470
4471   return changed;
4472 }
4473 \f
4474 /* Bypass conditional jumps.  */
4475
4476 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
4477    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
4478    find_avail_set.  */
4479
4480 static struct expr *
4481 find_bypass_set (regno, bb)
4482      int regno;
4483      int bb;
4484 {
4485   struct expr *result = 0;
4486
4487   for (;;)
4488     {
4489       rtx src;
4490       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4491
4492       while (set)
4493         {
4494           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
4495             break;
4496           set = next_set (regno, set);
4497         }
4498
4499       if (set == 0)
4500         break;
4501
4502       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4503         abort ();
4504
4505       src = SET_SRC (set->expr);
4506       if (CONSTANT_P (src))
4507         result = set;
4508
4509       if (GET_CODE (src) != REG)
4510         break;
4511
4512       regno = REGNO (src);
4513     }
4514   return result;
4515 }
4516
4517
4518 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
4519    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
4520    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
4521    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
4522    Returns nonzero if a change was made.  */
4523
4524 static int
4525 bypass_block (bb, setcc, jump)
4526      basic_block bb;
4527      rtx setcc, jump;
4528 {
4529   rtx insn, note;
4530   edge e, enext;
4531   int i, change;
4532
4533   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
4534
4535   /* Determine set of register uses in INSN.  */
4536   reg_use_count = 0;
4537   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4538   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4539   if (note)
4540     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4541
4542   change = 0;
4543   for (e = bb->pred; e; e = enext)
4544     {
4545       enext = e->pred_next;
4546       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
4547         {
4548           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
4549           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4550           basic_block dest, old_dest;
4551           struct expr *set;
4552           rtx src, new;
4553
4554           if (regno >= max_gcse_regno)
4555             continue;
4556
4557           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
4558
4559           if (! set)
4560             continue;
4561
4562           src = SET_SRC (pc_set (jump));
4563
4564           if (setcc != NULL)
4565               src = simplify_replace_rtx (src,
4566                                           SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4567                                           SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4568
4569           new = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
4570                                       SET_SRC (set->expr));
4571
4572           if (new == pc_rtx)
4573             dest = FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
4574           else if (GET_CODE (new) == LABEL_REF)
4575             dest = BRANCH_EDGE (bb)->dest;
4576           else
4577             dest = NULL;
4578
4579           /* Once basic block indices are stable, we should be able
4580              to use redirect_edge_and_branch_force instead.  */
4581           old_dest = e->dest;
4582           if (dest != NULL && dest != old_dest
4583               && redirect_edge_and_branch (e, dest))
4584             {
4585               /* Copy the register setter to the redirected edge.
4586                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
4587               if (setcc)
4588                 {
4589                   rtx pat = PATTERN (setcc);
4590                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
4591                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
4592                 }
4593
4594               if (gcse_file != NULL)
4595                 {
4596                   fprintf (gcse_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d in jump_insn %d equals constant ",
4597                            regno, INSN_UID (jump));
4598                   print_rtl (gcse_file, SET_SRC (set->expr));
4599                   fprintf (gcse_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
4600                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
4601                 }
4602               change = 1;
4603               break;
4604             }
4605         }
4606     }
4607   return change;
4608 }
4609
4610 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
4611    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
4612    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
4613    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.  */
4614
4615 static int
4616 bypass_conditional_jumps ()
4617 {
4618   basic_block bb;
4619   int changed;
4620   rtx setcc;
4621   rtx insn;
4622   rtx dest;
4623
4624   /* Note we start at block 1.  */
4625   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4626     return 0;
4627
4628   changed = 0;
4629   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
4630                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4631     {
4632       /* Check for more than one predecessor.  */
4633       if (bb->pred && bb->pred->pred_next)
4634         {
4635           setcc = NULL_RTX;
4636           for (insn = bb->head;
4637                insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4638                insn = NEXT_INSN (insn))
4639             if (GET_CODE (insn) == INSN)
4640               {
4641                 if (setcc)
4642                   break;
4643                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
4644                   break;
4645
4646                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4647                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4648                   setcc = insn;
4649                 else
4650                   break;
4651               }
4652             else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4653               {
4654                 if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4655                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
4656                 break;
4657               }
4658             else if (INSN_P (insn))
4659               break;
4660         }
4661     }
4662
4663   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
4664      copy on the redirected edge.  These need to be commited.  */
4665   if (changed)
4666     commit_edge_insertions();
4667
4668   return changed;
4669 }
4670 \f
4671 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
4672
4673 /* Local properties of expressions.  */
4674 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
4675 static sbitmap *transp;
4676
4677 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
4678    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
4679    created by a calls.  */
4680 static sbitmap *transpout;
4681
4682 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
4683 static sbitmap *comp;
4684
4685 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
4686 static sbitmap *antloc;
4687
4688 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
4689    point.  */
4690 static sbitmap *pre_optimal;
4691
4692 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
4693 static sbitmap *pre_redundant;
4694
4695 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
4696 static sbitmap *pre_insert_map;
4697
4698 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
4699 static sbitmap *pre_delete_map;
4700
4701 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
4702 static struct edge_list *edge_list;
4703
4704 /* Redundant insns.  */
4705 static sbitmap pre_redundant_insns;
4706
4707 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
4708
4709 static void
4710 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
4711      int n_blocks, n_exprs;
4712 {
4713   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4714   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4715   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4716
4717   pre_optimal = NULL;
4718   pre_redundant = NULL;
4719   pre_insert_map = NULL;
4720   pre_delete_map = NULL;
4721   ae_in = NULL;
4722   ae_out = NULL;
4723   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4724
4725   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
4726 }
4727
4728 /* Free vars used for PRE analysis.  */
4729
4730 static void
4731 free_pre_mem ()
4732 {
4733   sbitmap_vector_free (transp);
4734   sbitmap_vector_free (comp);
4735
4736   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
4737
4738   if (pre_optimal)
4739     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
4740   if (pre_redundant)
4741     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
4742   if (pre_insert_map)
4743     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
4744   if (pre_delete_map)
4745     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
4746   if (ae_in)
4747     sbitmap_vector_free (ae_in);
4748   if (ae_out)
4749     sbitmap_vector_free (ae_out);
4750
4751   transp = comp = NULL;
4752   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
4753   ae_in = ae_out = NULL;
4754 }
4755
4756 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4757
4758 static void
4759 compute_pre_data ()
4760 {
4761   sbitmap trapping_expr;
4762   basic_block bb;
4763   unsigned int ui;
4764
4765   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
4766   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
4767
4768   /* Collect expressions which might trap.  */
4769   trapping_expr = sbitmap_alloc (n_exprs);
4770   sbitmap_zero (trapping_expr);
4771   for (ui = 0; ui < expr_hash_table_size; ui++)
4772     {
4773       struct expr *e;
4774       for (e = expr_hash_table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
4775         if (may_trap_p (e->expr))
4776           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
4777     }
4778
4779   /* Compute ae_kill for each basic block using:
4780
4781      ~(TRANSP | COMP)
4782
4783      This is significantly faster than compute_ae_kill.  */
4784
4785   FOR_EACH_BB (bb)
4786     {
4787       edge e;
4788
4789       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
4790          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
4791          place the instruction on the edge.  So make them neither
4792          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
4793       for (e = bb->pred; e ; e = e->pred_next)
4794         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
4795           {
4796             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
4797             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
4798             break;
4799           }
4800
4801       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
4802       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
4803     }
4804
4805   edge_list = pre_edge_lcm (gcse_file, n_exprs, transp, comp, antloc,
4806                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
4807   sbitmap_vector_free (antloc);
4808   antloc = NULL;
4809   sbitmap_vector_free (ae_kill);
4810   ae_kill = NULL;
4811   sbitmap_free (trapping_expr);
4812 }
4813 \f
4814 /* PRE utilities */
4815
4816 /* Return non-zero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4817    block BB.
4818
4819    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4820    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4821
4822    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4823    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4824    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4825    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4826    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4827    the closest such expression.  */
4828
4829 static int
4830 pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited)
4831      basic_block occr_bb;
4832      struct expr *expr;
4833      basic_block bb;
4834      char *visited;
4835 {
4836   edge pred;
4837
4838   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
4839     {
4840       basic_block pred_bb = pred->src;
4841
4842       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
4843           /* Has predecessor has already been visited?  */
4844           || visited[pred_bb->index])
4845         ;/* Nothing to do.  */
4846
4847       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4848       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4849         {
4850           /* Is this the occurrence we're looking for?
4851              Note that there's only one generating occurrence per block
4852              so we just need to check the block number.  */
4853           if (occr_bb == pred_bb)
4854             return 1;
4855
4856           visited[pred_bb->index] = 1;
4857         }
4858       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4859       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4860         visited[pred_bb->index] = 1;
4861
4862       /* Neither gen nor kill.  */
4863       else
4864         {
4865           visited[pred_bb->index] = 1;
4866           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
4867             return 1;
4868         }
4869     }
4870
4871   /* All paths have been checked.  */
4872   return 0;
4873 }
4874
4875 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
4876    memory allocated for that function is returned.  */
4877
4878 static int
4879 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb)
4880      basic_block occr_bb;
4881      struct expr *expr;
4882      basic_block bb;
4883 {
4884   int rval;
4885   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
4886
4887   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
4888
4889   free (visited);
4890   return rval;
4891 }
4892 \f
4893
4894 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
4895    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
4896    the value of BB.  */
4897
4898 static rtx
4899 process_insert_insn (expr)
4900      struct expr *expr;
4901 {
4902   rtx reg = expr->reaching_reg;
4903   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
4904   rtx pat;
4905
4906   start_sequence ();
4907
4908   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
4909      just copy it to a register.  */
4910   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
4911     emit_move_insn (reg, exp);
4912
4913   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
4914      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
4915      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
4916   else if (insn_invalid_p (emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp))))
4917     abort ();
4918
4919   pat = get_insns ();
4920   end_sequence ();
4921
4922   return pat;
4923 }
4924
4925 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4926
4927    This is used by both the PRE and code hoisting.
4928
4929    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4930    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4931    no sense for code hoisting.  */
4932
4933 static void
4934 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4935      struct expr *expr;
4936      basic_block bb;
4937      int pre;
4938 {
4939   rtx insn = bb->end;
4940   rtx new_insn;
4941   rtx reg = expr->reaching_reg;
4942   int regno = REGNO (reg);
4943   rtx pat, pat_end;
4944
4945   pat = process_insert_insn (expr);
4946   if (pat == NULL_RTX || ! INSN_P (pat))
4947     abort ();
4948
4949   pat_end = pat;
4950   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
4951     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
4952
4953   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4954      handle cc0, etc. properly].  Similary we need to care trapping
4955      instructions in presence of non-call exceptions.  */
4956
4957   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4958       || (GET_CODE (insn) == INSN
4959           && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL))))
4960     {
4961 #ifdef HAVE_cc0
4962       rtx note;
4963 #endif
4964       /* It should always be the case that we can put these instructions
4965          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4966          Check this.  */
4967       if (GET_CODE (insn) == INSN && pre
4968           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4969           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4970         abort ();
4971
4972       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4973          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4974          the new instruction just before the tablejump.  */
4975       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4976           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4977         insn = prev_real_insn (insn);
4978
4979 #ifdef HAVE_cc0
4980       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4981          if cc0 isn't set.  */
4982       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4983       if (note)
4984         insn = XEXP (note, 0);
4985       else
4986         {
4987           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4988           if (maybe_cc0_setter
4989               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
4990               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4991             insn = maybe_cc0_setter;
4992         }
4993 #endif
4994       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4995       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4996     }
4997
4998   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4999      of exception handling.  */
5000   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
5001            && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL)))
5002     {
5003       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
5004          we search backward and place the instructions before the first
5005          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
5006          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.
5007
5008          It should always be the case that we can put these instructions
5009          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
5010          Check this.  */
5011
5012       if (pre
5013           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
5014           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
5015         abort ();
5016
5017       /* Since different machines initialize their parameter registers
5018          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
5019          parameter registers.  */
5020       insn = find_first_parameter_load (insn, bb->head);
5021
5022       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
5023          before the first parameter load.
5024
5025          If we did not find all the parameter loads, then we might have
5026          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
5027          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
5028          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
5029          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
5030       while (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL
5031              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
5032         insn = NEXT_INSN (insn);
5033
5034       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
5035     }
5036   else
5037     new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
5038
5039   while (1)
5040     {
5041       if (INSN_P (pat))
5042         {
5043           add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
5044           note_stores (PATTERN (pat), record_set_info, pat);
5045         }
5046       if (pat == pat_end)
5047         break;
5048       pat = NEXT_INSN (pat);
5049     }
5050
5051   gcse_create_count++;
5052
5053   if (gcse_file)
5054     {
5055       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
5056                bb->index, INSN_UID (new_insn));
5057       fprintf (gcse_file, "copying expression %d to reg %d\n",
5058                expr->bitmap_index, regno);
5059     }
5060 }
5061
5062 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
5063    the expressions fully redundant.  */
5064
5065 static int
5066 pre_edge_insert (edge_list, index_map)
5067      struct edge_list *edge_list;
5068      struct expr **index_map;
5069 {
5070   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
5071   sbitmap *inserted;
5072
5073   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
5074      if it reaches any of the deleted expressions.  */
5075
5076   set_size = pre_insert_map[0]->size;
5077   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
5078   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, n_exprs);
5079   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
5080
5081   for (e = 0; e < num_edges; e++)
5082     {
5083       int indx;
5084       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
5085
5086       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
5087         {
5088           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
5089
5090           for (j = indx; insert && j < n_exprs; j++, insert >>= 1)
5091             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
5092               {
5093                 struct expr *expr = index_map[j];
5094                 struct occr *occr;
5095
5096                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
5097                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5098                   {
5099                     if (! occr->deleted_p)
5100                       continue;
5101
5102                     /* Insert this expression on this edge if if it would
5103                        reach the deleted occurrence in BB.  */
5104                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
5105                       {
5106                         rtx insn;
5107                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
5108
5109                         /* We can't insert anything on an abnormal and
5110                            critical edge, so we insert the insn at the end of
5111                            the previous block. There are several alternatives
5112                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
5113                            handling this situation.  This one is easiest for
5114                            now.  */
5115
5116                         if ((eg->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
5117                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 0);
5118                         else
5119                           {
5120                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
5121                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
5122                           }
5123
5124                         if (gcse_file)
5125                           {
5126                             fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
5127                                      bb->index,
5128                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
5129                             fprintf (gcse_file, "copy expression %d\n",
5130                                      expr->bitmap_index);
5131                           }
5132
5133                         update_ld_motion_stores (expr);
5134                         SET_BIT (inserted[e], j);
5135                         did_insert = 1;
5136                         gcse_create_count++;
5137                       }
5138                   }
5139               }
5140         }
5141     }
5142
5143   sbitmap_vector_free (inserted);
5144   return did_insert;
5145 }
5146
5147 /* Copy the result of INSN to REG.  INDX is the expression number.  */
5148
5149 static void
5150 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
5151      struct expr *expr;
5152      rtx insn;
5153 {
5154   rtx reg = expr->reaching_reg;
5155   int regno = REGNO (reg);
5156   int indx = expr->bitmap_index;
5157   rtx set = single_set (insn);
5158   rtx new_insn;
5159
5160   if (!set)
5161     abort ();
5162
5163   new_insn = emit_insn_after (gen_move_insn (reg, SET_DEST (set)), insn);
5164
5165   /* Keep register set table up to date.  */
5166   record_one_set (regno, new_insn);
5167
5168   gcse_create_count++;
5169
5170   if (gcse_file)
5171     fprintf (gcse_file,
5172              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
5173               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
5174               INSN_UID (insn), regno);
5175   update_ld_motion_stores (expr);
5176 }
5177
5178 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
5179    to `reaching_reg'.  */
5180
5181 static void
5182 pre_insert_copies ()
5183 {
5184   unsigned int i;
5185   struct expr *expr;
5186   struct occr *occr;
5187   struct occr *avail;
5188
5189   /* For each available expression in the table, copy the result to
5190      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
5191
5192      ??? The current algorithm is rather brute force.
5193      Need to do some profiling.  */
5194
5195   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5196     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5197       {
5198         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
5199            we don't want to insert a copy here because the expression may not
5200            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
5201            deleted.  This test also avoids further processing if the
5202            expression wasn't deleted anywhere.  */
5203         if (expr->reaching_reg == NULL)
5204           continue;
5205
5206         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5207           {
5208             if (! occr->deleted_p)
5209               continue;
5210
5211             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
5212               {
5213                 rtx insn = avail->insn;
5214
5215                 /* No need to handle this one if handled already.  */
5216                 if (avail->copied_p)
5217                   continue;
5218
5219                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
5220                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
5221                   continue;
5222
5223                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
5224                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
5225                                                expr,
5226                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
5227                   continue;
5228
5229                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
5230                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
5231                 avail->copied_p = 1;
5232               }
5233           }
5234       }
5235 }
5236
5237 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
5238    in INSN.  */
5239 static rtx
5240 gcse_emit_move_after (src, dest, insn)
5241      rtx src, dest, insn;
5242 {
5243   rtx new;
5244   rtx set = single_set (insn), set2;
5245   rtx note;
5246   rtx eqv;
5247
5248   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
5249      we've verified to be valid.  */
5250
5251   new = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
5252
5253   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
5254   set2 = single_set (new);
5255   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
5256     return new;
5257   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
5258     eqv = XEXP (note, 0);
5259   else
5260     eqv = SET_SRC (set);
5261
5262   set_unique_reg_note (new, REG_EQUAL, copy_insn_1 (src));
5263
5264   return new;
5265 }
5266
5267 /* Delete redundant computations.
5268    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
5269    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
5270    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
5271
5272    Returns non-zero if a change is made.  */
5273
5274 static int
5275 pre_delete ()
5276 {
5277   unsigned int i;
5278   int changed;
5279   struct expr *expr;
5280   struct occr *occr;
5281
5282   changed = 0;
5283   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5284     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5285       {
5286         int indx = expr->bitmap_index;
5287
5288         /* We only need to search antic_occr since we require
5289            ANTLOC != 0.  */
5290
5291         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5292           {
5293             rtx insn = occr->insn;
5294             rtx set;
5295             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
5296
5297             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx))
5298               {
5299                 set = single_set (insn);
5300                 if (! set)
5301                   abort ();
5302
5303                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
5304                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
5305                    the mode of the original destination pseudo.  */
5306                 if (expr->reaching_reg == NULL)
5307                   expr->reaching_reg
5308                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
5309
5310                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
5311                 delete_insn (insn);
5312                 occr->deleted_p = 1;
5313                 SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
5314                 changed = 1;
5315                 gcse_subst_count++;
5316
5317                 if (gcse_file)
5318                   {
5319                     fprintf (gcse_file,
5320                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
5321                                INSN_UID (insn), indx);
5322                     fprintf (gcse_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
5323                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
5324                   }
5325               }
5326           }
5327       }
5328
5329   return changed;
5330 }
5331
5332 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
5333    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
5334    has been done.
5335
5336    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
5337    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
5338    Compiler Design and Implementation.
5339
5340    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
5341    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
5342    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
5343    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
5344    through the block.
5345
5346    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
5347    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
5348    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
5349    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
5350    redundancies.  */
5351
5352 static int
5353 pre_gcse ()
5354 {
5355   unsigned int i;
5356   int did_insert, changed;
5357   struct expr **index_map;
5358   struct expr *expr;
5359
5360   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5361      hash table entry.  */
5362
5363   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5364   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5365     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5366       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5367
5368   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
5369   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
5370   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
5371
5372   /* Delete the redundant insns first so that
5373      - we know what register to use for the new insns and for the other
5374        ones with reaching expressions
5375      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
5376
5377   changed = pre_delete ();
5378
5379   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
5380
5381   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
5382      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
5383   pre_insert_copies ();
5384   if (did_insert)
5385     {
5386       commit_edge_insertions ();
5387       changed = 1;
5388     }
5389
5390   free (index_map);
5391   sbitmap_free (pre_redundant_insns);
5392   return changed;
5393 }
5394
5395 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
5396
5397    Return non-zero if a change was made.  */
5398
5399 static int
5400 one_pre_gcse_pass (pass)
5401      int pass;
5402 {
5403   int changed = 0;
5404
5405   gcse_subst_count = 0;
5406   gcse_create_count = 0;
5407
5408   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
5409   add_noreturn_fake_exit_edges ();
5410   if (flag_gcse_lm)
5411     compute_ld_motion_mems ();
5412
5413   compute_expr_hash_table ();
5414   trim_ld_motion_mems ();
5415   if (gcse_file)
5416     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
5417                      expr_hash_table_size, n_exprs);
5418
5419   if (n_exprs > 0)
5420     {
5421       alloc_pre_mem (last_basic_block, n_exprs);
5422       compute_pre_data ();
5423       changed |= pre_gcse ();
5424       free_edge_list (edge_list);
5425       free_pre_mem ();
5426     }
5427
5428   free_ldst_mems ();
5429   remove_fake_edges ();
5430   free_expr_hash_table ();
5431
5432   if (gcse_file)
5433     {
5434       fprintf (gcse_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
5435                current_function_name, pass, bytes_used);
5436       fprintf (gcse_file, "%d substs, %d insns created\n",
5437                gcse_subst_count, gcse_create_count);
5438     }
5439
5440   return changed;
5441 }
5442 \f
5443 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
5444    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
5445    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
5446    because the following loop optimization pass requires them.  */
5447
5448 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
5449    could probably share code here.  */
5450
5451 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
5452    then we would not need to do this here, because jump would add the
5453    necessary REG_LABEL notes.  */
5454
5455 static void
5456 add_label_notes (x, insn)
5457      rtx x;
5458      rtx insn;
5459 {
5460   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5461   int i, j;
5462   const char *fmt;
5463
5464   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
5465     {
5466       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
5467          avoid flow generating (slighly) worse code.
5468
5469          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
5470          mark_jump_label for additional information).  */
5471
5472       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
5473                                             REG_NOTES (insn));
5474       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
5475         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
5476       return;
5477     }
5478
5479   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
5480     {
5481       if (fmt[i] == 'e')
5482         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
5483       else if (fmt[i] == 'E')
5484         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5485           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
5486     }
5487 }
5488
5489 /* Compute transparent outgoing information for each block.
5490
5491    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
5492    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
5493    when the edge is traversed through a call.  This happens with
5494    non-local labels and exceptions.
5495
5496    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
5497    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
5498    it should be possible with exception handling, since we still have
5499    control over which handler should be invoked.  But due to increased
5500    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
5501
5502 static void
5503 compute_transpout ()
5504 {
5505   basic_block bb;
5506   unsigned int i;
5507   struct expr *expr;
5508
5509   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
5510
5511   FOR_EACH_BB (bb)
5512     {
5513       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
5514          end in call instructions for reasons other than abnormal
5515          control flow.  */
5516       if (GET_CODE (bb->end) != CALL_INSN)
5517         continue;
5518
5519       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5520         for (expr = expr_hash_table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
5521           if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
5522             {
5523               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
5524                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
5525                 continue;
5526
5527               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
5528                  analysis to determine if this mem is actually killed
5529                  by this call.  */
5530               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
5531             }
5532     }
5533 }
5534
5535 /* Removal of useless null pointer checks */
5536
5537 /* Called via note_stores.  X is set by SETTER.  If X is a register we must
5538    invalidate nonnull_local and set nonnull_killed.  DATA is really a
5539    `null_pointer_info *'.
5540
5541    We ignore hard registers.  */
5542
5543 static void
5544 invalidate_nonnull_info (x, setter, data)
5545      rtx x;
5546      rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED;
5547      void *data;
5548 {
5549   unsigned int regno;
5550   struct null_pointer_info *npi = (struct null_pointer_info *) data;
5551
5552   while (GET_CODE (x) == SUBREG)
5553     x = SUBREG_REG (x);
5554
5555   /* Ignore anything that is not a register or is a hard register.  */
5556   if (GET_CODE (x) != REG
5557       || REGNO (x) < npi->min_reg
5558       || REGNO (x) >= npi->max_reg)
5559     return;
5560
5561   regno = REGNO (x) - npi->min_reg;
5562
5563   RESET_BIT (npi->nonnull_local[npi->current_block->index], regno);
5564   SET_BIT (npi->nonnull_killed[npi->current_block->index], regno);
5565 }
5566
5567 /* Do null-pointer check elimination for the registers indicated in
5568    NPI.  NONNULL_AVIN and NONNULL_AVOUT are pre-allocated sbitmaps;
5569    they are not our responsibility to free.  */
5570
5571 static int
5572 delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5573                               nonnull_avout, npi)
5574      unsigned int *block_reg;
5575      sbitmap *nonnull_avin;
5576      sbitmap *nonnull_avout;
5577      struct null_pointer_info *npi;
5578 {
5579   basic_block bb, current_block;
5580   sbitmap *nonnull_local = npi->nonnull_local;
5581   sbitmap *nonnull_killed = npi->nonnull_killed;
5582   int something_changed = 0;
5583
5584   /* Compute local properties, nonnull and killed.  A register will have
5585      the nonnull property if at the end of the current block its value is
5586      known to be nonnull.  The killed property indicates that somewhere in
5587      the block any information we had about the register is killed.
5588
5589      Note that a register can have both properties in a single block.  That
5590      indicates that it's killed, then later in the block a new value is
5591      computed.  */
5592   sbitmap_vector_zero (nonnull_local, last_basic_block);
5593   sbitmap_vector_zero (nonnull_killed, last_basic_block);
5594
5595   FOR_EACH_BB (current_block)
5596     {
5597       rtx insn, stop_insn;
5598
5599       /* Set the current block for invalidate_nonnull_info.  */
5600       npi->current_block = current_block;
5601
5602       /* Scan each insn in the basic block looking for memory references and
5603          register sets.  */
5604       stop_insn = NEXT_INSN (current_block->end);
5605       for (insn = current_block->head;
5606            insn != stop_insn;
5607            insn = NEXT_INSN (insn))
5608         {
5609           rtx set;
5610           rtx reg;
5611
5612           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
5613           if (! INSN_P (insn))
5614             continue;
5615
5616           /* Basically ignore anything that is not a simple SET.  We do have
5617              to make sure to invalidate nonnull_local and set nonnull_killed
5618              for such insns though.  */
5619           set = single_set (insn);
5620           if (!set)
5621             {
5622               note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5623               continue;
5624             }
5625
5626           /* See if we've got a usable memory load.  We handle it first
5627              in case it uses its address register as a dest (which kills
5628              the nonnull property).  */
5629           if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
5630               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_SRC (set), 0))) == REG
5631               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5632               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5633             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5634                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5635
5636           /* Now invalidate stuff clobbered by this insn.  */
5637           note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5638
5639           /* And handle stores, we do these last since any sets in INSN can
5640              not kill the nonnull property if it is derived from a MEM
5641              appearing in a SET_DEST.  */
5642           if (GET_CODE (SET_DEST (set)) == MEM
5643               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_DEST (set), 0))) == REG
5644               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5645               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5646             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5647                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5648         }
5649     }
5650
5651   /* Now compute global properties based on the local properties.   This
5652      is a classic global availablity algorithm.  */
5653   compute_available (nonnull_local, nonnull_killed,
5654                      nonnull_avout, nonnull_avin);
5655
5656   /* Now look at each bb and see if it ends with a compare of a value
5657      against zero.  */
5658   FOR_EACH_BB (bb)
5659     {
5660       rtx last_insn = bb->end;
5661       rtx condition, earliest;
5662       int compare_and_branch;
5663
5664       /* Since MIN_REG is always at least FIRST_PSEUDO_REGISTER, and
5665          since BLOCK_REG[BB] is zero if this block did not end with a
5666          comparison against zero, this condition works.  */
5667       if (block_reg[bb->index] < npi->min_reg
5668           || block_reg[bb->index] >= npi->max_reg)
5669         continue;
5670
5671       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5672       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5673
5674       /* If we can't determine the condition then skip.  */
5675       if (! condition)
5676         continue;
5677
5678       /* Is the register known to have a nonzero value?  */
5679       if (!TEST_BIT (nonnull_avout[bb->index], block_reg[bb->index] - npi->min_reg))
5680         continue;
5681
5682       /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
5683          two instructions.  */
5684       if (earliest == last_insn)
5685         compare_and_branch = 1;
5686       else if (earliest == prev_nonnote_insn (last_insn))
5687         compare_and_branch = 2;
5688       else
5689         continue;
5690
5691       /* We know the register in this comparison is nonnull at exit from
5692          this block.  We can optimize this comparison.  */
5693       if (GET_CODE (condition) == NE)
5694         {
5695           rtx new_jump;
5696
5697           new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (JUMP_LABEL (last_insn)),
5698                                            last_insn);
5699           JUMP_LABEL (new_jump) = JUMP_LABEL (last_insn);
5700           LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (new_jump))++;
5701           emit_barrier_after (new_jump);
5702         }
5703
5704       something_changed = 1;
5705       delete_insn (last_insn);
5706       if (compare_and_branch == 2)
5707         delete_insn (earliest);
5708       purge_dead_edges (bb);
5709
5710       /* Don't check this block again.  (Note that BLOCK_END is
5711          invalid here; we deleted the last instruction in the
5712          block.)  */
5713       block_reg[bb->index] = 0;
5714     }
5715
5716   return something_changed;
5717 }
5718
5719 /* Find EQ/NE comparisons against zero which can be (indirectly) evaluated
5720    at compile time.
5721
5722    This is conceptually similar to global constant/copy propagation and
5723    classic global CSE (it even uses the same dataflow equations as cprop).
5724
5725    If a register is used as memory address with the form (mem (reg)), then we
5726    know that REG can not be zero at that point in the program.  Any instruction
5727    which sets REG "kills" this property.
5728
5729    So, if every path leading to a conditional branch has an available memory
5730    reference of that form, then we know the register can not have the value
5731    zero at the conditional branch.
5732
5733    So we merely need to compute the local properies and propagate that data
5734    around the cfg, then optimize where possible.
5735
5736    We run this pass two times.  Once before CSE, then again after CSE.  This
5737    has proven to be the most profitable approach.  It is rare for new
5738    optimization opportunities of this nature to appear after the first CSE
5739    pass.
5740
5741    This could probably be integrated with global cprop with a little work.  */
5742
5743 int
5744 delete_null_pointer_checks (f)
5745      rtx f ATTRIBUTE_UNUSED;
5746 {
5747   sbitmap *nonnull_avin, *nonnull_avout;
5748   unsigned int *block_reg;
5749   basic_block bb;
5750   int reg;
5751   int regs_per_pass;
5752   int max_reg;
5753   struct null_pointer_info npi;
5754   int something_changed = 0;
5755
5756   /* If we have only a single block, then there's nothing to do.  */
5757   if (n_basic_blocks <= 1)
5758     return 0;
5759
5760   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5761      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5762      particularly useful.
5763
5764      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
5765      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
5766      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
5767      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
5768   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
5769     return 0;
5770
5771   /* We need four bitmaps, each with a bit for each register in each
5772      basic block.  */
5773   max_reg = max_reg_num ();
5774   regs_per_pass = get_bitmap_width (4, last_basic_block, max_reg);
5775
5776   /* Allocate bitmaps to hold local and global properties.  */
5777   npi.nonnull_local = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5778   npi.nonnull_killed = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5779   nonnull_avin = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5780   nonnull_avout = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5781
5782   /* Go through the basic blocks, seeing whether or not each block
5783      ends with a conditional branch whose condition is a comparison
5784      against zero.  Record the register compared in BLOCK_REG.  */
5785   block_reg = (unsigned int *) xcalloc (last_basic_block, sizeof (int));
5786   FOR_EACH_BB (bb)
5787     {
5788       rtx last_insn = bb->end;
5789       rtx condition, earliest, reg;
5790
5791       /* We only want conditional branches.  */
5792       if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
5793           || !any_condjump_p (last_insn)
5794           || !onlyjump_p (last_insn))
5795         continue;
5796
5797       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5798       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5799
5800       /* If we were unable to get the condition, or it is not an equality
5801          comparison against zero then there's nothing we can do.  */
5802       if (!condition
5803           || (GET_CODE (condition) != NE && GET_CODE (condition) != EQ)
5804           || GET_CODE (XEXP (condition, 1)) != CONST_INT
5805           || (XEXP (condition, 1)
5806               != CONST0_RTX (GET_MODE (XEXP (condition, 0)))))
5807         continue;
5808
5809       /* We must be checking a register against zero.  */
5810       reg = XEXP (condition, 0);
5811       if (GET_CODE (reg) != REG)
5812         continue;
5813
5814       block_reg[bb->index] = REGNO (reg);
5815     }
5816
5817   /* Go through the algorithm for each block of registers.  */
5818   for (reg = FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg < max_reg; reg += regs_per_pass)
5819     {
5820       npi.min_reg = reg;
5821       npi.max_reg = MIN (reg + regs_per_pass, max_reg);
5822       something_changed |= delete_null_pointer_checks_1 (block_reg,
5823                                                          nonnull_avin,
5824                                                          nonnull_avout,
5825                                                          &npi);
5826     }
5827
5828   /* Free the table of registers compared at the end of every block.  */
5829   free (block_reg);
5830
5831   /* Free bitmaps.  */
5832   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_local);
5833   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_killed);
5834   sbitmap_vector_free (nonnull_avin);
5835   sbitmap_vector_free (nonnull_avout);
5836
5837   return something_changed;
5838 }
5839
5840 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
5841
5842 /* Very busy expressions.  */
5843 static sbitmap *hoist_vbein;
5844 static sbitmap *hoist_vbeout;
5845
5846 /* Hoistable expressions.  */
5847 static sbitmap *hoist_exprs;
5848
5849 /* Dominator bitmaps.  */
5850 dominance_info dominators;
5851
5852 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
5853    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
5854    more effective than the tail merging code in jump.c.
5855
5856    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
5857    code hoisting.  It would be nice.  */
5858
5859 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
5860
5861 static void
5862 alloc_code_hoist_mem (n_blocks, n_exprs)
5863      int n_blocks, n_exprs;
5864 {
5865   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5866   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5867   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5868
5869   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5870   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5871   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5872   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5873 }
5874
5875 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
5876
5877 static void
5878 free_code_hoist_mem ()
5879 {
5880   sbitmap_vector_free (antloc);
5881   sbitmap_vector_free (transp);
5882   sbitmap_vector_free (comp);
5883
5884   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
5885   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
5886   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
5887   sbitmap_vector_free (transpout);
5888
5889   free_dominance_info (dominators);
5890 }
5891
5892 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
5893
5894    An expression is very busy if all paths from a given point
5895    compute the expression.  */
5896
5897 static void
5898 compute_code_hoist_vbeinout ()
5899 {
5900   int changed, passes;
5901   basic_block bb;
5902
5903   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
5904   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
5905
5906   passes = 0;
5907   changed = 1;
5908
5909   while (changed)
5910     {
5911       changed = 0;
5912
5913       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
5914          the convergence.  */
5915       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
5916         {
5917           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index], antloc[bb->index],
5918                                               hoist_vbeout[bb->index], transp[bb->index]);
5919           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
5920             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index], hoist_vbein, bb->index);
5921         }
5922
5923       passes++;
5924     }
5925
5926   if (gcse_file)
5927     fprintf (gcse_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
5928 }
5929
5930 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
5931
5932 static void
5933 compute_code_hoist_data ()
5934 {
5935   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
5936   compute_transpout ();
5937   compute_code_hoist_vbeinout ();
5938   dominators = calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
5939   if (gcse_file)
5940     fprintf (gcse_file, "\n");
5941 }
5942
5943 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
5944    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
5945
5946    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
5947    to me that the expression must either be computed or transparent in
5948    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
5949    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
5950    the expression wasn't a loop invariant.
5951
5952    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
5953    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
5954    paths.  */
5955
5956 static int
5957 hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, bb, visited)
5958      basic_block expr_bb;
5959      int expr_index;
5960      basic_block bb;
5961      char *visited;
5962 {
5963   edge pred;
5964   int visited_allocated_locally = 0;
5965
5966
5967   if (visited == NULL)
5968     {
5969       visited_allocated_locally = 1;
5970       visited = xcalloc (last_basic_block, 1);
5971     }
5972
5973   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
5974     {
5975       basic_block pred_bb = pred->src;
5976
5977       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
5978         break;
5979       else if (pred_bb == expr_bb)
5980         continue;
5981       else if (visited[pred_bb->index])
5982         continue;
5983
5984       /* Does this predecessor generate this expression?  */
5985       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
5986         break;
5987       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
5988         break;
5989
5990       /* Not killed.  */
5991       else
5992         {
5993           visited[pred_bb->index] = 1;
5994           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
5995                                            pred_bb, visited))
5996             break;
5997         }
5998     }
5999   if (visited_allocated_locally)
6000     free (visited);
6001
6002   return (pred == NULL);
6003 }
6004 \f
6005 /* Actually perform code hoisting.  */
6006
6007 static void
6008 hoist_code ()
6009 {
6010   basic_block bb, dominated;
6011   basic_block *domby;
6012   unsigned int domby_len;
6013   unsigned int i,j;
6014   struct expr **index_map;
6015   struct expr *expr;
6016
6017   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
6018
6019   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
6020      hash table entry.  */
6021
6022   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
6023   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
6024     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
6025       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
6026
6027   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
6028      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
6029   FOR_EACH_BB (bb)
6030     {
6031       int found = 0;
6032       int insn_inserted_p;
6033
6034       domby_len = get_dominated_by (dominators, bb, &domby);
6035       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
6036          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
6037       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
6038         {
6039           int hoistable = 0;
6040
6041           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i)
6042               && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
6043             {
6044               /* We've found a potentially hoistable expression, now
6045                  we look at every block BB dominates to see if it
6046                  computes the expression.  */
6047               for (j = 0; j < domby_len; j++)
6048                 {
6049                   dominated = domby[j];
6050                   /* Ignore self dominance.  */
6051                   if (bb == dominated)
6052                     continue;
6053                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6054                      the busy expression and whether or not moving that
6055                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6056                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6057                     continue;
6058
6059                   /* Note if the expression would reach the dominated block
6060                      unimpared if it was placed at the end of BB.
6061
6062                      Keep track of how many times this expression is hoistable
6063                      from a dominated block into BB.  */
6064                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6065                     hoistable++;
6066                 }
6067
6068               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
6069                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
6070                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
6071                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
6072                  allocation.  One could increase this value to try harder
6073                  to avoid any possible code expansion due to register
6074                  allocation issues; however experiments have shown that
6075                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
6076                  from two successors, so raising this threshhold is likely
6077                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
6078               if (hoistable > 1)
6079                 {
6080                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
6081                   found = 1;
6082                 }
6083             }
6084         }
6085       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
6086       if (! found)
6087         {
6088           free (domby);
6089         continue;
6090         }
6091
6092       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
6093       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
6094         {
6095           /* We want to insert the expression into BB only once, so
6096              note when we've inserted it.  */
6097           insn_inserted_p = 0;
6098
6099           /* These tests should be the same as the tests above.  */
6100           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
6101             {
6102               /* We've found a potentially hoistable expression, now
6103                  we look at every block BB dominates to see if it
6104                  computes the expression.  */
6105               for (j = 0; j < domby_len; j++)
6106                 {
6107                   dominated = domby[j];
6108                   /* Ignore self dominance.  */
6109                   if (bb == dominated)
6110                     continue;
6111
6112                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6113                      the busy expression and whether or not moving that
6114                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6115                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6116                     continue;
6117
6118                   /* The expression is computed in the dominated block and
6119                      it would be safe to compute it at the start of the
6120                      dominated block.  Now we have to determine if the
6121                      expression would reach the dominated block if it was
6122                      placed at the end of BB.  */
6123                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6124                     {
6125                       struct expr *expr = index_map[i];
6126                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
6127                       rtx insn;
6128                       rtx set;
6129
6130                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
6131                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
6132                         occr = occr->next;
6133
6134                       /* Should never happen.  */
6135                       if (!occr)
6136                         abort ();
6137
6138                       insn = occr->insn;
6139
6140                       set = single_set (insn);
6141                       if (! set)
6142                         abort ();
6143
6144                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
6145                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
6146                          from the mode of the original destination pseudo.  */
6147                       if (expr->reaching_reg == NULL)
6148                         expr->reaching_reg
6149                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
6150
6151                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
6152                       delete_insn (insn);
6153                       occr->deleted_p = 1;
6154                       if (!insn_inserted_p)
6155                         {
6156                           insert_insn_end_bb (index_map[i], bb, 0);
6157                           insn_inserted_p = 1;
6158                         }
6159                     }
6160                 }
6161             }
6162         }
6163       free (domby);
6164     }
6165
6166   free (index_map);
6167 }
6168
6169 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
6170
6171    Return non-zero if a change was made.  */
6172
6173 static int
6174 one_code_hoisting_pass ()
6175 {
6176   int changed = 0;
6177
6178   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
6179   compute_expr_hash_table ();
6180   if (gcse_file)
6181     dump_hash_table (gcse_file, "Code Hosting Expressions", expr_hash_table,
6182                      expr_hash_table_size, n_exprs);
6183
6184   if (n_exprs > 0)
6185     {
6186       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, n_exprs);
6187       compute_code_hoist_data ();
6188       hoist_code ();
6189       free_code_hoist_mem ();
6190     }
6191
6192   free_expr_hash_table ();
6193
6194   return changed;
6195 }
6196 \f
6197 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
6198     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
6199     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
6200
6201             int i;
6202             float a[10];
6203
6204             void foo(float scale)
6205             {
6206               for (i=0; i<10; i++)
6207                 a[i] *= scale;
6208             }
6209
6210     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
6211     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
6212     of the loop.
6213
6214       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
6215     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
6216     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
6217
6218       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
6219     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
6220     in the loop.  */
6221
6222 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
6223    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
6224
6225 static struct ls_expr *
6226 ldst_entry (x)
6227      rtx x;
6228 {
6229   struct ls_expr * ptr;
6230
6231   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6232     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x))
6233       break;
6234
6235   if (!ptr)
6236     {
6237       ptr = (struct ls_expr *) xmalloc (sizeof (struct ls_expr));
6238
6239       ptr->next         = pre_ldst_mems;
6240       ptr->expr         = NULL;
6241       ptr->pattern      = x;
6242       ptr->loads        = NULL_RTX;
6243       ptr->stores       = NULL_RTX;
6244       ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
6245       ptr->invalid      = 0;
6246       ptr->index        = 0;
6247       ptr->hash_index   = 0;
6248       pre_ldst_mems     = ptr;
6249     }
6250
6251   return ptr;
6252 }
6253
6254 /* Free up an individual ldst entry.  */
6255
6256 static void
6257 free_ldst_entry (ptr)
6258      struct ls_expr * ptr;
6259 {
6260   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
6261   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
6262
6263   free (ptr);
6264 }
6265
6266 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
6267
6268 static void
6269 free_ldst_mems ()
6270 {
6271   while (pre_ldst_mems)
6272     {
6273       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
6274
6275       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6276
6277       free_ldst_entry (tmp);
6278     }
6279
6280   pre_ldst_mems = NULL;
6281 }
6282
6283 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
6284
6285 static void
6286 print_ldst_list (file)
6287      FILE * file;
6288 {
6289   struct ls_expr * ptr;
6290
6291   fprintf (file, "LDST list: \n");
6292
6293   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6294     {
6295       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
6296
6297       print_rtl (file, ptr->pattern);
6298
6299       fprintf (file, "\n         Loads : ");
6300
6301       if (ptr->loads)
6302         print_rtl (file, ptr->loads);
6303       else
6304         fprintf (file, "(nil)");
6305
6306       fprintf (file, "\n        Stores : ");
6307
6308       if (ptr->stores)
6309         print_rtl (file, ptr->stores);
6310       else
6311         fprintf (file, "(nil)");
6312
6313       fprintf (file, "\n\n");
6314     }
6315
6316   fprintf (file, "\n");
6317 }
6318
6319 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
6320
6321 static struct ls_expr *
6322 find_rtx_in_ldst (x)
6323      rtx x;
6324 {
6325   struct ls_expr * ptr;
6326
6327   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6328     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x) && ! ptr->invalid)
6329       return ptr;
6330
6331   return NULL;
6332 }
6333
6334 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
6335
6336 static int
6337 enumerate_ldsts ()
6338 {
6339   struct ls_expr * ptr;
6340   int n = 0;
6341
6342   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6343     ptr->index = n++;
6344
6345   return n;
6346 }
6347
6348 /* Return first item in the list.  */
6349
6350 static inline struct ls_expr *
6351 first_ls_expr ()
6352 {
6353   return pre_ldst_mems;
6354 }
6355
6356 /* Return the next item in ther list after the specified one.  */
6357
6358 static inline struct ls_expr *
6359 next_ls_expr (ptr)
6360      struct ls_expr * ptr;
6361 {
6362   return ptr->next;
6363 }
6364 \f
6365 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
6366
6367 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
6368    side effects. These are the types of loads we consider for the
6369    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
6370
6371 static int
6372 simple_mem (x)
6373      rtx x;
6374 {
6375   if (GET_CODE (x) != MEM)
6376     return 0;
6377
6378   if (MEM_VOLATILE_P (x))
6379     return 0;
6380
6381   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
6382     return 0;
6383
6384   if (!rtx_varies_p (XEXP (x, 0), 0))
6385     return 1;
6386
6387   return 0;
6388 }
6389
6390 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
6391    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
6392    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
6393    loads since the aliasing code will allow all entries in the
6394    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
6395    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
6396    fix it up.  */
6397
6398 static void
6399 invalidate_any_buried_refs (x)
6400      rtx x;
6401 {
6402   const char * fmt;
6403   int i, j;
6404   struct ls_expr * ptr;
6405
6406   /* Invalidate it in the list.  */
6407   if (GET_CODE (x) == MEM && simple_mem (x))
6408     {
6409       ptr = ldst_entry (x);
6410       ptr->invalid = 1;
6411     }
6412
6413   /* Recursively process the insn.  */
6414   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6415
6416   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6417     {
6418       if (fmt[i] == 'e')
6419         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
6420       else if (fmt[i] == 'E')
6421         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6422           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
6423     }
6424 }
6425
6426 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES. Simple
6427    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no
6428    side effects and no registers in the expression. If there are any
6429    uses/defs which don't match this criteria, it is invalidated and
6430    trimmed out later.  */
6431
6432 static void
6433 compute_ld_motion_mems ()
6434 {
6435   struct ls_expr * ptr;
6436   basic_block bb;
6437   rtx insn;
6438
6439   pre_ldst_mems = NULL;
6440
6441   FOR_EACH_BB (bb)
6442     {
6443       for (insn = bb->head;
6444            insn && insn != NEXT_INSN (bb->end);
6445            insn = NEXT_INSN (insn))
6446         {
6447           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
6448             {
6449               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6450                 {
6451                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
6452                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
6453
6454                   /* Check for a simple LOAD...  */
6455                   if (GET_CODE (src) == MEM && simple_mem (src))
6456                     {
6457                       ptr = ldst_entry (src);
6458                       if (GET_CODE (dest) == REG)
6459                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
6460                       else
6461                         ptr->invalid = 1;
6462                     }
6463                   else
6464                     {
6465                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
6466                       invalidate_any_buried_refs (src);
6467                     }
6468
6469                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
6470                      will block any movement we might do later. We only care
6471                      about this exact pattern since those are the only
6472                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
6473                   if (GET_CODE (dest) == MEM && simple_mem (dest))
6474                     {
6475                       ptr = ldst_entry (dest);
6476
6477                       if (GET_CODE (src) != MEM
6478                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS)
6479                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6480                       else
6481                         ptr->invalid = 1;
6482                     }
6483                 }
6484               else
6485                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
6486             }
6487         }
6488     }
6489 }
6490
6491 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
6492    expression list for pre gcse.  */
6493
6494 static void
6495 trim_ld_motion_mems ()
6496 {
6497   struct ls_expr * last = NULL;
6498   struct ls_expr * ptr = first_ls_expr ();
6499
6500   while (ptr != NULL)
6501     {
6502       int del = ptr->invalid;
6503       struct expr * expr = NULL;
6504
6505       /* Delete if entry has been made invalid.  */
6506       if (!del)
6507         {
6508           unsigned int i;
6509
6510           del = 1;
6511           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
6512           for (i = 0; i < expr_hash_table_size && del; i++)
6513             {
6514               for (expr = expr_hash_table[i];
6515                    expr != NULL;
6516                    expr = expr->next_same_hash)
6517                 if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
6518                   {
6519                     del = 0;
6520                     break;
6521                   }
6522             }
6523         }
6524
6525       if (del)
6526         {
6527           if (last != NULL)
6528             {
6529               last->next = ptr->next;
6530               free_ldst_entry (ptr);
6531               ptr = last->next;
6532             }
6533           else
6534             {
6535               pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6536               free_ldst_entry (ptr);
6537               ptr = pre_ldst_mems;
6538             }
6539         }
6540       else
6541         {
6542           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
6543           last = ptr;
6544           ptr->expr = expr;
6545           ptr = ptr->next;
6546         }
6547     }
6548
6549   /* Show the world what we've found.  */
6550   if (gcse_file && pre_ldst_mems != NULL)
6551     print_ldst_list (gcse_file);
6552 }
6553
6554 /* This routine will take an expression which we are replacing with
6555    a reaching register, and update any stores that are needed if
6556    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
6557    copying their SRC to the reaching register, and then storeing
6558    the reaching register into the store location. These keeps the
6559    correct value in the reaching register for the loads.  */
6560
6561 static void
6562 update_ld_motion_stores (expr)
6563      struct expr * expr;
6564 {
6565   struct ls_expr * mem_ptr;
6566
6567   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
6568     {
6569       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
6570          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
6571          dead and should be eliminated later.  */
6572
6573       /* We replace  SET mem = expr   with
6574            SET reg = expr
6575            SET mem = reg , where reg is the
6576            reaching reg used in the load.  */
6577       rtx list = mem_ptr->stores;
6578
6579       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
6580         {
6581           rtx insn = XEXP (list, 0);
6582           rtx pat = PATTERN (insn);
6583           rtx src = SET_SRC (pat);
6584           rtx reg = expr->reaching_reg;
6585           rtx copy, new;
6586
6587           /* If we've already copied it, continue.  */
6588           if (expr->reaching_reg == src)
6589             continue;
6590
6591           if (gcse_file)
6592             {
6593               fprintf (gcse_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
6594               print_rtl (gcse_file, expr->reaching_reg);
6595               fprintf (gcse_file, ":\n  ");
6596               print_inline_rtx (gcse_file, insn, 8);
6597               fprintf (gcse_file, "\n");
6598             }
6599
6600           copy = gen_move_insn ( reg, SET_SRC (pat));
6601           new = emit_insn_before (copy, insn);
6602           record_one_set (REGNO (reg), new);
6603           SET_SRC (pat) = reg;
6604
6605           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
6606           INSN_CODE (insn) = -1;
6607           gcse_create_count++;
6608         }
6609     }
6610 }
6611 \f
6612 /* Store motion code.  */
6613
6614 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the
6615    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
6616 static sbitmap * regvec;
6617
6618 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
6619 static sbitmap * st_antloc;
6620
6621 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
6622 static int num_stores;
6623
6624 /* Checks to set if we need to mark a register set. Called from note_stores.  */
6625
6626 static void
6627 reg_set_info (dest, setter, data)
6628      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
6629      void * data ATTRIBUTE_UNUSED;
6630 {
6631   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
6632     dest = SUBREG_REG (dest);
6633
6634   if (GET_CODE (dest) == REG)
6635     SET_BIT (*regvec, REGNO (dest));
6636 }
6637
6638 /* Return non-zero if the register operands of expression X are killed
6639    anywhere in basic block BB.  */
6640
6641 static int
6642 store_ops_ok (x, bb)
6643      rtx x;
6644      basic_block bb;
6645 {
6646   int i;
6647   enum rtx_code code;
6648   const char * fmt;
6649
6650   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
6651  repeat:
6652
6653   if (x == 0)
6654     return 1;
6655
6656   code = GET_CODE (x);
6657   switch (code)
6658     {
6659     case REG:
6660         /* If a reg has changed after us in this
6661            block, the operand has been killed.  */
6662         return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
6663
6664     case MEM:
6665       x = XEXP (x, 0);
6666       goto repeat;
6667
6668     case PRE_DEC:
6669     case PRE_INC:
6670     case POST_DEC:
6671     case POST_INC:
6672       return 0;
6673
6674     case PC:
6675     case CC0: /*FIXME*/
6676     case CONST:
6677     case CONST_INT:
6678     case CONST_DOUBLE:
6679     case CONST_VECTOR:
6680     case SYMBOL_REF:
6681     case LABEL_REF:
6682     case ADDR_VEC:
6683     case ADDR_DIFF_VEC:
6684       return 1;
6685
6686     default:
6687       break;
6688     }
6689
6690   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
6691   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6692
6693   for (; i >= 0; i--)
6694     {
6695       if (fmt[i] == 'e')
6696         {
6697           rtx tem = XEXP (x, i);
6698
6699           /* If we are about to do the last recursive call
6700              needed at this level, change it into iteration.
6701              This function is called enough to be worth it.  */
6702           if (i == 0)
6703             {
6704               x = tem;
6705               goto repeat;
6706             }
6707
6708           if (! store_ops_ok (tem, bb))
6709             return 0;
6710         }
6711       else if (fmt[i] == 'E')
6712         {
6713           int j;
6714
6715           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6716             {
6717               if (! store_ops_ok (XVECEXP (x, i, j), bb))
6718                 return 0;
6719             }
6720         }
6721     }
6722
6723   return 1;
6724 }
6725
6726 /* Determine whether insn is MEM store pattern that we will consider moving.  */
6727
6728 static void
6729 find_moveable_store (insn)
6730      rtx insn;
6731 {
6732   struct ls_expr * ptr;
6733   rtx dest = PATTERN (insn);
6734
6735   if (GET_CODE (dest) != SET
6736       || GET_CODE (SET_SRC (dest)) == ASM_OPERANDS)
6737     return;
6738
6739   dest = SET_DEST (dest);
6740
6741   if (GET_CODE (dest) != MEM || MEM_VOLATILE_P (dest)
6742       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
6743     return;
6744
6745   if (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != SYMBOL_REF)
6746       return;
6747
6748   if (rtx_varies_p (XEXP (dest, 0), 0))
6749     return;
6750
6751   ptr = ldst_entry (dest);
6752   ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6753 }
6754
6755 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6756    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6757
6758 static int
6759 compute_store_table ()
6760 {
6761   int ret;
6762   basic_block bb;
6763   unsigned regno;
6764   rtx insn, pat;
6765
6766   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6767
6768   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
6769                                                        max_gcse_regno);
6770   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
6771   pre_ldst_mems = 0;
6772
6773   /* Find all the stores we care about.  */
6774   FOR_EACH_BB (bb)
6775     {
6776       regvec = & (reg_set_in_block[bb->index]);
6777       for (insn = bb->end;
6778            insn && insn != PREV_INSN (bb->end);
6779            insn = PREV_INSN (insn))
6780         {
6781           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
6782           if (! INSN_P (insn))
6783             continue;
6784
6785           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6786             {
6787               bool clobbers_all = false;
6788 #ifdef NON_SAVING_SETJMP
6789               if (NON_SAVING_SETJMP
6790                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
6791                 clobbers_all = true;
6792 #endif
6793
6794               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
6795                 if (clobbers_all
6796                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
6797                   SET_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
6798             }
6799
6800           pat = PATTERN (insn);
6801           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
6802
6803           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
6804           if (GET_CODE (pat) == SET)
6805             find_moveable_store (insn);
6806         }
6807     }
6808
6809   ret = enumerate_ldsts ();
6810
6811   if (gcse_file)
6812     {
6813       fprintf (gcse_file, "Store Motion Expressions.\n");
6814       print_ldst_list (gcse_file);
6815     }
6816
6817   return ret;
6818 }
6819
6820 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.  */
6821
6822 static int
6823 load_kills_store (x, store_pattern)
6824      rtx x, store_pattern;
6825 {
6826   if (true_dependence (x, GET_MODE (x), store_pattern, rtx_addr_varies_p))
6827     return 1;
6828   return 0;
6829 }
6830
6831 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias
6832    STORE_PATTERN.  Return 1 if found.  */
6833
6834 static int
6835 find_loads (x, store_pattern)
6836      rtx x, store_pattern;
6837 {
6838   const char * fmt;
6839   int i, j;
6840   int ret = 0;
6841
6842   if (!x)
6843     return 0;
6844
6845   if (GET_CODE (x) == SET)
6846     x = SET_SRC (x);
6847
6848   if (GET_CODE (x) == MEM)
6849     {
6850       if (load_kills_store (x, store_pattern))
6851         return 1;
6852     }
6853
6854   /* Recursively process the insn.  */
6855   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6856
6857   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
6858     {
6859       if (fmt[i] == 'e')
6860         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern);
6861       else if (fmt[i] == 'E')
6862         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6863           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern);
6864     }
6865   return ret;
6866 }
6867
6868 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).
6869    Return 1 if it it does.  */
6870
6871 static int
6872 store_killed_in_insn (x, insn)
6873      rtx x, insn;
6874 {
6875   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
6876     return 0;
6877
6878   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6879     {
6880       /* A normal or pure call might read from pattern,
6881          but a const call will not.  */
6882       return ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn) || pure_call_p (insn);
6883     }
6884
6885   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6886     {
6887       rtx pat = PATTERN (insn);
6888       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
6889       if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM && !expr_equiv_p (SET_DEST (pat), x))
6890         /* pretend its a load and check for aliasing.  */
6891         if (find_loads (SET_DEST (pat), x))
6892           return 1;
6893       return find_loads (SET_SRC (pat), x);
6894     }
6895   else
6896     return find_loads (PATTERN (insn), x);
6897 }
6898
6899 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6900    within basic block BB.  */
6901
6902 static int
6903 store_killed_after (x, insn, bb)
6904      rtx x, insn;
6905      basic_block bb;
6906 {
6907   rtx last = bb->end;
6908
6909   if (insn == last)
6910     return 0;
6911
6912   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6913      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll
6914      decide we can't move it, regardless of whether it changed above
6915      or below the store. This could be improved by checking the register
6916      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6917   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6918     return 1;
6919
6920   for ( ; insn && insn != NEXT_INSN (last); insn = NEXT_INSN (insn))
6921     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6922       return 1;
6923
6924   return 0;
6925 }
6926
6927 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6928    within basic block BB.  */
6929 static int
6930 store_killed_before (x, insn, bb)
6931      rtx x, insn;
6932      basic_block bb;
6933 {
6934   rtx first = bb->head;
6935
6936   if (insn == first)
6937     return store_killed_in_insn (x, insn);
6938
6939   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6940      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll
6941      decide we can't move it, regardless of whether it changed above
6942      or below the store. This could be improved by checking the register
6943      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6944   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6945     return 1;
6946
6947   for ( ; insn && insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6948     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6949       return 1;
6950
6951   return 0;
6952 }
6953
6954 #define ANTIC_STORE_LIST(x)     ((x)->loads)
6955 #define AVAIL_STORE_LIST(x)     ((x)->stores)
6956
6957 /* Given the table of available store insns at the end of blocks,
6958    determine which ones are not killed by aliasing, and generate
6959    the appropriate vectors for gen and killed.  */
6960 static void
6961 build_store_vectors ()
6962 {
6963   basic_block bb, b;
6964   rtx insn, st;
6965   struct ls_expr * ptr;
6966
6967   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
6968      by aliasing later in its block.  */
6969   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6970   sbitmap_vector_zero (ae_gen, last_basic_block);
6971
6972   st_antloc = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6973   sbitmap_vector_zero (st_antloc, last_basic_block);
6974
6975   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6976     {
6977       /* Put all the stores into either the antic list, or the avail list,
6978          or both.  */
6979       rtx store_list = ptr->stores;
6980       ptr->stores = NULL_RTX;
6981
6982       for (st = store_list; st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6983         {
6984           insn = XEXP (st, 0);
6985           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6986
6987           if (!store_killed_after (ptr->pattern, insn, bb))
6988             {
6989               /* If we've already seen an availale expression in this block,
6990                  we can delete the one we saw already (It occurs earlier in
6991                  the block), and replace it with this one). We'll copy the
6992                  old SRC expression to an unused register in case there
6993                  are any side effects.  */
6994               if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6995                 {
6996                   /* Find previous store.  */
6997                   rtx st;
6998                   for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st ; st = XEXP (st, 1))
6999                     if (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (st, 0)) == bb)
7000                       break;
7001                   if (st)
7002                     {
7003                       rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
7004                       if (gcse_file)
7005                         fprintf (gcse_file, "Removing redundant store:\n");
7006                       replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb);
7007                       XEXP (st, 0) = insn;
7008                       continue;
7009                     }
7010                 }
7011               SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
7012               AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
7013                                                         AVAIL_STORE_LIST (ptr));
7014             }
7015
7016           if (!store_killed_before (ptr->pattern, insn, bb))
7017             {
7018               SET_BIT (st_antloc[BLOCK_NUM (insn)], ptr->index);
7019               ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
7020                                                         ANTIC_STORE_LIST (ptr));
7021             }
7022         }
7023
7024       /* Free the original list of store insns.  */
7025       free_INSN_LIST_list (&store_list);
7026     }
7027
7028   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
7029   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
7030
7031   transp = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
7032   sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
7033
7034   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7035     FOR_EACH_BB (b)
7036       {
7037         if (store_killed_after (ptr->pattern, b->head, b))
7038           {
7039             /* The anticipatable expression is not killed if it's gen'd.  */
7040             /*
7041               We leave this check out for now. If we have a code sequence
7042               in a block which looks like:
7043                         ST MEMa = x
7044                         L     y = MEMa
7045                         ST MEMa = z
7046               We should flag this as having an ANTIC expression, NOT
7047               transparent, NOT killed, and AVAIL.
7048               Unfortunately, since we haven't re-written all loads to
7049               use the reaching reg, we'll end up doing an incorrect
7050               Load in the middle here if we push the store down. It happens in
7051                     gcc.c-torture/execute/960311-1.c with -O3
7052               If we always kill it in this case, we'll sometimes do
7053               uneccessary work, but it shouldn't actually hurt anything.
7054             if (!TEST_BIT (ae_gen[b], ptr->index)).  */
7055             SET_BIT (ae_kill[b->index], ptr->index);
7056           }
7057         else
7058           SET_BIT (transp[b->index], ptr->index);
7059       }
7060
7061   /* Any block with no exits calls some non-returning function, so
7062      we better mark the store killed here, or we might not store to
7063      it at all.  If we knew it was abort, we wouldn't have to store,
7064      but we don't know that for sure.  */
7065   if (gcse_file)
7066     {
7067       fprintf (gcse_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
7068       print_ldst_list (gcse_file);
7069       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_antloc", "", st_antloc, last_basic_block);
7070       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_kill", "", ae_kill, last_basic_block);
7071       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "Transpt", "", transp, last_basic_block);
7072       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_avloc", "", ae_gen, last_basic_block);
7073     }
7074 }
7075
7076 /* Insert an instruction at the begining of a basic block, and update
7077    the BLOCK_HEAD if needed.  */
7078
7079 static void
7080 insert_insn_start_bb (insn, bb)
7081      rtx insn;
7082      basic_block bb;
7083 {
7084   /* Insert at start of successor block.  */
7085   rtx prev = PREV_INSN (bb->head);
7086   rtx before = bb->head;
7087   while (before != 0)
7088     {
7089       if (GET_CODE (before) != CODE_LABEL
7090           && (GET_CODE (before) != NOTE
7091               || NOTE_LINE_NUMBER (before) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
7092         break;
7093       prev = before;
7094       if (prev == bb->end)
7095         break;
7096       before = NEXT_INSN (before);
7097     }
7098
7099   insn = emit_insn_after (insn, prev);
7100
7101   if (gcse_file)
7102     {
7103       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
7104                bb->index);
7105       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7106       fprintf (gcse_file, "\n");
7107     }
7108 }
7109
7110 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
7111    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns non-zero
7112    if an edge insertion was performed.  */
7113
7114 static int
7115 insert_store (expr, e)
7116      struct ls_expr * expr;
7117      edge e;
7118 {
7119   rtx reg, insn;
7120   basic_block bb;
7121   edge tmp;
7122
7123   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
7124      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
7125   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7126     return 0;
7127
7128   reg = expr->reaching_reg;
7129   insn = gen_move_insn (expr->pattern, reg);
7130
7131   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
7132      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
7133      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
7134   bb = e->dest;
7135   for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7136     {
7137       int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7138       if (index == EDGE_INDEX_NO_EDGE)
7139         abort ();
7140       if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
7141         break;
7142     }
7143
7144   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
7145      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
7146   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
7147     {
7148       for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7149         {
7150           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7151           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
7152         }
7153       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7154       return 0;
7155     }
7156
7157   /* We can't insert on this edge, so we'll insert at the head of the
7158      successors block.  See Morgan, sec 10.5.  */
7159   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
7160     {
7161       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7162       return 0;
7163     }
7164
7165   insert_insn_on_edge (insn, e);
7166
7167   if (gcse_file)
7168     {
7169       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
7170                e->src->index, e->dest->index);
7171       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7172       fprintf (gcse_file, "\n");
7173     }
7174
7175   return 1;
7176 }
7177
7178 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
7179
7180 static void
7181 replace_store_insn (reg, del, bb)
7182      rtx reg, del;
7183      basic_block bb;
7184 {
7185   rtx insn;
7186
7187   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (PATTERN (del)));
7188   insn = emit_insn_after (insn, del);
7189
7190   if (gcse_file)
7191     {
7192       fprintf (gcse_file,
7193                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
7194       print_inline_rtx (gcse_file, del, 6);
7195       fprintf (gcse_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
7196       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7197       fprintf (gcse_file, "\n");
7198     }
7199
7200   delete_insn (del);
7201 }
7202
7203
7204 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
7205    the reaching_reg for later storing.  */
7206
7207 static void
7208 delete_store (expr, bb)
7209      struct ls_expr * expr;
7210      basic_block bb;
7211 {
7212   rtx reg, i, del;
7213
7214   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7215     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
7216
7217
7218   /* If there is more than 1 store, the earlier ones will be dead,
7219      but it doesn't hurt to replace them here.  */
7220   reg = expr->reaching_reg;
7221
7222   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
7223     {
7224       del = XEXP (i, 0);
7225       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
7226         {
7227           /* We know there is only one since we deleted redundant
7228              ones during the available computation.  */
7229           replace_store_insn (reg, del, bb);
7230           break;
7231         }
7232     }
7233 }
7234
7235 /* Free memory used by store motion.  */
7236
7237 static void
7238 free_store_memory ()
7239 {
7240   free_ldst_mems ();
7241
7242   if (ae_gen)
7243     sbitmap_vector_free (ae_gen);
7244   if (ae_kill)
7245     sbitmap_vector_free (ae_kill);
7246   if (transp)
7247     sbitmap_vector_free (transp);
7248   if (st_antloc)
7249     sbitmap_vector_free (st_antloc);
7250   if (pre_insert_map)
7251     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
7252   if (pre_delete_map)
7253     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
7254   if (reg_set_in_block)
7255     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7256
7257   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
7258   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
7259 }
7260
7261 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
7262    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
7263
7264 static void
7265 store_motion ()
7266 {
7267   basic_block bb;
7268   int x;
7269   struct ls_expr * ptr;
7270   int update_flow = 0;
7271
7272   if (gcse_file)
7273     {
7274       fprintf (gcse_file, "before store motion\n");
7275       print_rtl (gcse_file, get_insns ());
7276     }
7277
7278
7279   init_alias_analysis ();
7280
7281   /* Find all the stores that are live to the end of their block.  */
7282   num_stores = compute_store_table ();
7283   if (num_stores == 0)
7284     {
7285       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7286       end_alias_analysis ();
7287       return;
7288     }
7289
7290   /* Now compute whats actually available to move.  */
7291   add_noreturn_fake_exit_edges ();
7292   build_store_vectors ();
7293
7294   edge_list = pre_edge_rev_lcm (gcse_file, num_stores, transp, ae_gen,
7295                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map,
7296                                 &pre_delete_map);
7297
7298   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
7299   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7300     {
7301       FOR_EACH_BB (bb)
7302         if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], ptr->index))
7303           delete_store (ptr, bb);
7304
7305       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
7306         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
7307           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
7308     }
7309
7310   if (update_flow)
7311     commit_edge_insertions ();
7312
7313   free_store_memory ();
7314   free_edge_list (edge_list);
7315   remove_fake_edges ();
7316   end_alias_analysis ();
7317 }
7318
7319 #include "gt-gcse.h"