OSDN Git Service

* ltconfig (osf[345]): Append $major to soname_spec.
[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 /* Nonzero 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 /* Nonzero 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   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
348   char deleted_p;
349   /* Nonzero 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 struct hash_table
366 {
367   /* The table itself.
368      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
369   struct expr **table;
370
371   /* Size of the hash table, in elements.  */
372   unsigned int size;
373
374   /* Number of hash table elements.  */
375   unsigned int n_elems;
376
377   /* Whether the table is expression of copy propagation one.  */
378   int set_p;
379 };
380
381 /* Expression hash table.  */
382 static struct hash_table expr_hash_table;
383
384 /* Copy propagation hash table.  */
385 static struct hash_table set_hash_table;
386
387 /* Mapping of uids to cuids.
388    Only real insns get cuids.  */
389 static int *uid_cuid;
390
391 /* Highest UID in UID_CUID.  */
392 static int max_uid;
393
394 /* Get the cuid of an insn.  */
395 #ifdef ENABLE_CHECKING
396 #define INSN_CUID(INSN) (INSN_UID (INSN) > max_uid ? (abort (), 0) : uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
397 #else
398 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
399 #endif
400
401 /* Number of cuids.  */
402 static int max_cuid;
403
404 /* Mapping of cuids to insns.  */
405 static rtx *cuid_insn;
406
407 /* Get insn from cuid.  */
408 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
409
410 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
411    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
412    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
413 static unsigned int max_gcse_regno;
414
415 /* Table of registers that are modified.
416
417    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
418    is set.
419
420    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
421    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
422    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
423
424    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
425    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
426    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
427    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
428    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
429    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
430    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
431    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
432    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
433    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
434    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
435    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
436    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
437
438 typedef struct reg_set
439 {
440   /* The next setting of this register.  */
441   struct reg_set *next;
442   /* The insn where it was set.  */
443   rtx insn;
444 } reg_set;
445
446 static reg_set **reg_set_table;
447
448 /* Size of `reg_set_table'.
449    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
450    necessary.  */
451 static int reg_set_table_size;
452
453 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
454 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
455
456 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
457    or store motion.
458    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
459    anything except itself. (ie, loads and stores to a single location).
460    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
461    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
462    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
463    no side effects so we can re-issue the setter value.
464    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
465    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
466
467 struct ls_expr
468 {
469   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
470   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
471   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
472   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
473   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
474   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
475   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
476   int hash_index;               /* Index when in a hash table.  */
477   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
478 };
479
480 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
481 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
482
483 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
484    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
485    the start of the basic block.  */
486 static regset reg_set_bitmap;
487
488 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
489    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
490    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
491    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
492    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
493 static sbitmap *reg_set_in_block;
494
495 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
496    memory within that block.  */
497 static rtx * modify_mem_list;
498 bitmap modify_mem_list_set;
499
500 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
501 static rtx * canon_modify_mem_list;
502 bitmap canon_modify_mem_list_set;
503 /* Various variables for statistics gathering.  */
504
505 /* Memory used in a pass.
506    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
507    to keep an eye on memory usage.  */
508 static int bytes_used;
509
510 /* GCSE substitutions made.  */
511 static int gcse_subst_count;
512 /* Number of copy instructions created.  */
513 static int gcse_create_count;
514 /* Number of constants propagated.  */
515 static int const_prop_count;
516 /* Number of copys propagated.  */
517 static int copy_prop_count;
518 \f
519 /* These variables are used by classic GCSE.
520    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
521    be declared sooner.  */
522
523 /* Each block has a bitmap of each type.
524    The length of each blocks bitmap is:
525
526        max_cuid  - for reaching definitions
527        n_exprs - for available expressions
528
529    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
530    rd_kill[block_num][cuid_num]
531    ae_kill[block_num][expr_num]                  */
532
533 /* For reaching defs */
534 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
535
536 /* for available exprs */
537 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
538
539 /* Objects of this type are passed around by the null-pointer check
540    removal routines.  */
541 struct null_pointer_info
542 {
543   /* The basic block being processed.  */
544   basic_block current_block;
545   /* The first register to be handled in this pass.  */
546   unsigned int min_reg;
547   /* One greater than the last register to be handled in this pass.  */
548   unsigned int max_reg;
549   sbitmap *nonnull_local;
550   sbitmap *nonnull_killed;
551 };
552 \f
553 static void compute_can_copy    PARAMS ((void));
554 static char *gmalloc            PARAMS ((unsigned int));
555 static char *grealloc           PARAMS ((char *, unsigned int));
556 static char *gcse_alloc         PARAMS ((unsigned long));
557 static void alloc_gcse_mem      PARAMS ((rtx));
558 static void free_gcse_mem       PARAMS ((void));
559 static void alloc_reg_set_mem   PARAMS ((int));
560 static void free_reg_set_mem    PARAMS ((void));
561 static int get_bitmap_width     PARAMS ((int, int, int));
562 static void record_one_set      PARAMS ((int, rtx));
563 static void record_set_info     PARAMS ((rtx, rtx, void *));
564 static void compute_sets        PARAMS ((rtx));
565 static void hash_scan_insn      PARAMS ((rtx, struct hash_table *, int));
566 static void hash_scan_set       PARAMS ((rtx, rtx, struct hash_table *));
567 static void hash_scan_clobber   PARAMS ((rtx, rtx, struct hash_table *));
568 static void hash_scan_call      PARAMS ((rtx, rtx, struct hash_table *));
569 static int want_to_gcse_p       PARAMS ((rtx));
570 static int oprs_unchanged_p     PARAMS ((rtx, rtx, int));
571 static int oprs_anticipatable_p PARAMS ((rtx, rtx));
572 static int oprs_available_p     PARAMS ((rtx, rtx));
573 static void insert_expr_in_table PARAMS ((rtx, enum machine_mode, rtx,
574                                           int, int, struct hash_table *));
575 static void insert_set_in_table PARAMS ((rtx, rtx, struct hash_table *));
576 static unsigned int hash_expr   PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *, int));
577 static unsigned int hash_expr_1 PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *));
578 static unsigned int hash_string_1 PARAMS ((const char *));
579 static unsigned int hash_set    PARAMS ((int, int));
580 static int expr_equiv_p         PARAMS ((rtx, rtx));
581 static void record_last_reg_set_info PARAMS ((rtx, int));
582 static void record_last_mem_set_info PARAMS ((rtx));
583 static void record_last_set_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
584 static void compute_hash_table  PARAMS ((struct hash_table *));
585 static void alloc_hash_table PARAMS ((int, struct hash_table *, int));
586 static void free_hash_table PARAMS ((struct hash_table *));
587 static void compute_hash_table_work PARAMS ((struct hash_table *));
588 static void dump_hash_table     PARAMS ((FILE *, const char *,
589                                         struct hash_table *));
590 static struct expr *lookup_expr PARAMS ((rtx, struct hash_table *));
591 static struct expr *lookup_set  PARAMS ((unsigned int, rtx, struct hash_table *));
592 static struct expr *next_set    PARAMS ((unsigned int, struct expr *));
593 static void reset_opr_set_tables PARAMS ((void));
594 static int oprs_not_set_p       PARAMS ((rtx, rtx));
595 static void mark_call           PARAMS ((rtx));
596 static void mark_set            PARAMS ((rtx, rtx));
597 static void mark_clobber        PARAMS ((rtx, rtx));
598 static void mark_oprs_set       PARAMS ((rtx));
599 static void alloc_cprop_mem     PARAMS ((int, int));
600 static void free_cprop_mem      PARAMS ((void));
601 static void compute_transp      PARAMS ((rtx, int, sbitmap *, int));
602 static void compute_transpout   PARAMS ((void));
603 static void compute_local_properties PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
604                                               struct hash_table *));
605 static void compute_cprop_data  PARAMS ((void));
606 static void find_used_regs      PARAMS ((rtx *, void *));
607 static int try_replace_reg      PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
608 static struct expr *find_avail_set PARAMS ((int, rtx));
609 static int cprop_jump           PARAMS ((basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx));
610 static void mems_conflict_for_gcse_p PARAMS ((rtx, rtx, void *));
611 static int load_killed_in_block_p    PARAMS ((basic_block, int, rtx, int));
612 static void canon_list_insert        PARAMS ((rtx, rtx, void *));
613 static int cprop_insn           PARAMS ((rtx, int));
614 static int cprop                PARAMS ((int));
615 static int one_cprop_pass       PARAMS ((int, int));
616 static bool constprop_register  PARAMS ((rtx, rtx, rtx, int));
617 static struct expr *find_bypass_set PARAMS ((int, int));
618 static int bypass_block             PARAMS ((basic_block, rtx, rtx));
619 static int bypass_conditional_jumps PARAMS ((void));
620 static void alloc_pre_mem       PARAMS ((int, int));
621 static void free_pre_mem        PARAMS ((void));
622 static void compute_pre_data    PARAMS ((void));
623 static int pre_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, struct expr *,
624                                             basic_block));
625 static void insert_insn_end_bb  PARAMS ((struct expr *, basic_block, int));
626 static void pre_insert_copy_insn PARAMS ((struct expr *, rtx));
627 static void pre_insert_copies   PARAMS ((void));
628 static int pre_delete           PARAMS ((void));
629 static int pre_gcse             PARAMS ((void));
630 static int one_pre_gcse_pass    PARAMS ((int));
631 static void add_label_notes     PARAMS ((rtx, rtx));
632 static void alloc_code_hoist_mem PARAMS ((int, int));
633 static void free_code_hoist_mem PARAMS ((void));
634 static void compute_code_hoist_vbeinout PARAMS ((void));
635 static void compute_code_hoist_data PARAMS ((void));
636 static int hoist_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, int, basic_block,
637                                               char *));
638 static void hoist_code          PARAMS ((void));
639 static int one_code_hoisting_pass PARAMS ((void));
640 static void alloc_rd_mem        PARAMS ((int, int));
641 static void free_rd_mem         PARAMS ((void));
642 static void handle_rd_kill_set  PARAMS ((rtx, int, basic_block));
643 static void compute_kill_rd     PARAMS ((void));
644 static void compute_rd          PARAMS ((void));
645 static void alloc_avail_expr_mem PARAMS ((int, int));
646 static void free_avail_expr_mem PARAMS ((void));
647 static void compute_ae_gen      PARAMS ((struct hash_table *));
648 static int expr_killed_p        PARAMS ((rtx, basic_block));
649 static void compute_ae_kill     PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, struct hash_table *));
650 static int expr_reaches_here_p  PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
651                                          basic_block, int));
652 static rtx computing_insn       PARAMS ((struct expr *, rtx));
653 static int def_reaches_here_p   PARAMS ((rtx, rtx));
654 static int can_disregard_other_sets PARAMS ((struct reg_set **, rtx, int));
655 static int handle_avail_expr    PARAMS ((rtx, struct expr *));
656 static int classic_gcse         PARAMS ((void));
657 static int one_classic_gcse_pass PARAMS ((int));
658 static void invalidate_nonnull_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
659 static int delete_null_pointer_checks_1 PARAMS ((unsigned int *,
660                                                   sbitmap *, sbitmap *,
661                                                   struct null_pointer_info *));
662 static rtx process_insert_insn  PARAMS ((struct expr *));
663 static int pre_edge_insert      PARAMS ((struct edge_list *, struct expr **));
664 static int expr_reaches_here_p_work PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
665                                              basic_block, int, char *));
666 static int pre_expr_reaches_here_p_work PARAMS ((basic_block, struct expr *,
667                                                  basic_block, char *));
668 static struct ls_expr * ldst_entry      PARAMS ((rtx));
669 static void free_ldst_entry             PARAMS ((struct ls_expr *));
670 static void free_ldst_mems              PARAMS ((void));
671 static void print_ldst_list             PARAMS ((FILE *));
672 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst PARAMS ((rtx));
673 static int enumerate_ldsts              PARAMS ((void));
674 static inline struct ls_expr * first_ls_expr PARAMS ((void));
675 static inline struct ls_expr * next_ls_expr  PARAMS ((struct ls_expr *));
676 static int simple_mem                   PARAMS ((rtx));
677 static void invalidate_any_buried_refs  PARAMS ((rtx));
678 static void compute_ld_motion_mems      PARAMS ((void));
679 static void trim_ld_motion_mems         PARAMS ((void));
680 static void update_ld_motion_stores     PARAMS ((struct expr *));
681 static void reg_set_info                PARAMS ((rtx, rtx, void *));
682 static int store_ops_ok                 PARAMS ((rtx, basic_block));
683 static void find_moveable_store         PARAMS ((rtx));
684 static int compute_store_table          PARAMS ((void));
685 static int load_kills_store             PARAMS ((rtx, rtx));
686 static int find_loads                   PARAMS ((rtx, rtx));
687 static int store_killed_in_insn         PARAMS ((rtx, rtx));
688 static int store_killed_after           PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
689 static int store_killed_before          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
690 static void build_store_vectors         PARAMS ((void));
691 static void insert_insn_start_bb        PARAMS ((rtx, basic_block));
692 static int insert_store                 PARAMS ((struct ls_expr *, edge));
693 static void replace_store_insn          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
694 static void delete_store                PARAMS ((struct ls_expr *,
695                                                  basic_block));
696 static void free_store_memory           PARAMS ((void));
697 static void store_motion                PARAMS ((void));
698 static void free_insn_expr_list_list    PARAMS ((rtx *));
699 static void clear_modify_mem_tables     PARAMS ((void));
700 static void free_modify_mem_tables      PARAMS ((void));
701 static rtx gcse_emit_move_after         PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
702 static bool do_local_cprop              PARAMS ((rtx, rtx, int, rtx*));
703 static bool adjust_libcall_notes        PARAMS ((rtx, rtx, rtx, rtx*));
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    TABLE controls which hash table to look at.  If it is  set hash table,
1118    additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1119    ABSALTERED.  */
1120
1121 static void
1122 compute_local_properties (transp, comp, antloc, table)
1123      sbitmap *transp;
1124      sbitmap *comp;
1125      sbitmap *antloc;
1126      struct hash_table *table;
1127 {
1128   unsigned int i;
1129
1130   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1131   if (transp)
1132     {
1133       if (table->set_p)
1134         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
1135       else
1136         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
1137     }
1138
1139   if (comp)
1140     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
1141   if (antloc)
1142     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
1143
1144   for (i = 0; i < table->size; i++)
1145     {
1146       struct expr *expr;
1147
1148       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1149         {
1150           int indx = expr->bitmap_index;
1151           struct occr *occr;
1152
1153           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1154              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1155              then reset the bits for those that are.  */
1156           if (transp)
1157             compute_transp (expr->expr, indx, transp, table->set_p);
1158
1159           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1160              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
1161           if (antloc)
1162             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1163               {
1164                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1165
1166                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1167                    initialize this.  */
1168                 occr->deleted_p = 0;
1169               }
1170
1171           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1172              we want to set to nonzero in COMP.  */
1173           if (comp)
1174             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1175               {
1176                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1177
1178                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1179                    initialize this.  */
1180                 occr->copied_p = 0;
1181               }
1182
1183           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1184              initialize this.  */
1185           expr->reaching_reg = 0;
1186         }
1187     }
1188 }
1189 \f
1190 /* Register set information.
1191
1192    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1193    modified.  */
1194
1195 static struct obstack reg_set_obstack;
1196
1197 static void
1198 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1199      int n_regs;
1200 {
1201   unsigned int n;
1202
1203   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1204   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1205   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1206   memset ((char *) reg_set_table, 0, n);
1207
1208   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1209 }
1210
1211 static void
1212 free_reg_set_mem ()
1213 {
1214   free (reg_set_table);
1215   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1216 }
1217
1218 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1219
1220 static void
1221 record_one_set (regno, insn)
1222      int regno;
1223      rtx insn;
1224 {
1225   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1226   struct reg_set *new_reg_info;
1227
1228   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1229   if (regno >= reg_set_table_size)
1230     {
1231       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1232
1233       reg_set_table
1234         = (struct reg_set **) grealloc ((char *) reg_set_table,
1235                                         new_size * sizeof (struct reg_set *));
1236       memset ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size), 0,
1237               (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1238       reg_set_table_size = new_size;
1239     }
1240
1241   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1242                                                    sizeof (struct reg_set));
1243   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1244   new_reg_info->insn = insn;
1245   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1246   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1247 }
1248
1249 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1250    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1251    occurring.  */
1252
1253 static void
1254 record_set_info (dest, setter, data)
1255      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1256      void *data;
1257 {
1258   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1259
1260   if (GET_CODE (dest) == REG && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1261     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1262 }
1263
1264 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1265
1266    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1267    `reg_set_table' for further documenation.  */
1268
1269 static void
1270 compute_sets (f)
1271      rtx f;
1272 {
1273   rtx insn;
1274
1275   for (insn = f; insn != 0; insn = NEXT_INSN (insn))
1276     if (INSN_P (insn))
1277       note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1278 }
1279 \f
1280 /* Hash table support.  */
1281
1282 struct reg_avail_info
1283 {
1284   basic_block last_bb;
1285   int first_set;
1286   int last_set;
1287 };
1288
1289 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1290 static basic_block current_bb;
1291
1292
1293 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1294    GCSE.  */
1295
1296 static GTY(()) rtx test_insn;
1297 static int
1298 want_to_gcse_p (x)
1299      rtx x;
1300 {
1301   int num_clobbers = 0;
1302   int icode;
1303
1304   switch (GET_CODE (x))
1305     {
1306     case REG:
1307     case SUBREG:
1308     case CONST_INT:
1309     case CONST_DOUBLE:
1310     case CONST_VECTOR:
1311     case CALL:
1312       return 0;
1313
1314     default:
1315       break;
1316     }
1317
1318   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1319   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1320     return 1;
1321   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1322     return 0;
1323
1324   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1325      our test insn if we haven't already.  */
1326   if (test_insn == 0)
1327     {
1328       test_insn
1329         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1330                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1331                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1332                                       const0_rtx));
1333       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1334     }
1335
1336   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1337      valid.  */
1338   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1339   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1340   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1341           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1342 }
1343
1344 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
1345    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1346    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1347
1348 static int
1349 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1350      rtx x, insn;
1351      int avail_p;
1352 {
1353   int i, j;
1354   enum rtx_code code;
1355   const char *fmt;
1356
1357   if (x == 0)
1358     return 1;
1359
1360   code = GET_CODE (x);
1361   switch (code)
1362     {
1363     case REG:
1364       {
1365         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1366
1367         if (info->last_bb != current_bb)
1368           return 1;
1369         if (avail_p)
1370           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1371         else
1372           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1373       }
1374
1375     case MEM:
1376       if (load_killed_in_block_p (current_bb, INSN_CUID (insn),
1377                                   x, avail_p))
1378         return 0;
1379       else
1380         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1381
1382     case PRE_DEC:
1383     case PRE_INC:
1384     case POST_DEC:
1385     case POST_INC:
1386     case PRE_MODIFY:
1387     case POST_MODIFY:
1388       return 0;
1389
1390     case PC:
1391     case CC0: /*FIXME*/
1392     case CONST:
1393     case CONST_INT:
1394     case CONST_DOUBLE:
1395     case CONST_VECTOR:
1396     case SYMBOL_REF:
1397     case LABEL_REF:
1398     case ADDR_VEC:
1399     case ADDR_DIFF_VEC:
1400       return 1;
1401
1402     default:
1403       break;
1404     }
1405
1406   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1407     {
1408       if (fmt[i] == 'e')
1409         {
1410           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1411              level, change it into iteration.  This function is called enough
1412              to be worth it.  */
1413           if (i == 0)
1414             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1415
1416           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1417             return 0;
1418         }
1419       else if (fmt[i] == 'E')
1420         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1421           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1422             return 0;
1423     }
1424
1425   return 1;
1426 }
1427
1428 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1429    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1430    conflict between two memory references.  */
1431 static int gcse_mems_conflict_p;
1432
1433 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1434    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1435    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1436    this memory load.  */
1437 static rtx gcse_mem_operand;
1438
1439 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1440    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1441    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1442
1443 static void
1444 mems_conflict_for_gcse_p (dest, setter, data)
1445      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1446      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1447 {
1448   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1449          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1450          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
1451          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1452     dest = XEXP (dest, 0);
1453
1454   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1455      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1456      elsewhere.  */
1457   if (GET_CODE (dest) != MEM)
1458     return;
1459
1460   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1461      don't mark as killed this time.  */
1462
1463   if (dest == gcse_mem_operand && pre_ldst_mems != NULL)
1464     {
1465       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1466         gcse_mems_conflict_p = 1;
1467       return;
1468     }
1469
1470   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1471                        rtx_addr_varies_p))
1472     gcse_mems_conflict_p = 1;
1473 }
1474
1475 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1476    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1477    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1478    before UID_LIMIT.
1479
1480    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1481    AVAIL_P to 0.  */
1482
1483 static int
1484 load_killed_in_block_p (bb, uid_limit, x, avail_p)
1485      basic_block bb;
1486      int uid_limit;
1487      rtx x;
1488      int avail_p;
1489 {
1490   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1491   while (list_entry)
1492     {
1493       rtx setter;
1494       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1495       if ((avail_p
1496            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1497           || (! avail_p
1498               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1499         {
1500           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1501           continue;
1502         }
1503
1504       setter = XEXP (list_entry, 0);
1505
1506       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1507          to pure functions are never put on the list, so we need not
1508          worry about them.  */
1509       if (GET_CODE (setter) == CALL_INSN)
1510         return 1;
1511
1512       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1513          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1514
1515          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1516          communicate via global variables.  Yuk.  */
1517       gcse_mem_operand = x;
1518       gcse_mems_conflict_p = 0;
1519       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1520       if (gcse_mems_conflict_p)
1521         return 1;
1522       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1523     }
1524   return 0;
1525 }
1526
1527 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1528    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1529
1530 static int
1531 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1532      rtx x, insn;
1533 {
1534   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1535 }
1536
1537 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1538    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1539
1540 static int
1541 oprs_available_p (x, insn)
1542      rtx x, insn;
1543 {
1544   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1545 }
1546
1547 /* Hash expression X.
1548
1549    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1550    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1551    something we don't want to insert in the table.
1552
1553    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1554
1555 static unsigned int
1556 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1557      rtx x;
1558      enum machine_mode mode;
1559      int *do_not_record_p;
1560      int hash_table_size;
1561 {
1562   unsigned int hash;
1563
1564   *do_not_record_p = 0;
1565
1566   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1567   return hash % hash_table_size;
1568 }
1569
1570 /* Hash a string.  Just add its bytes up.  */
1571
1572 static inline unsigned
1573 hash_string_1 (ps)
1574      const char *ps;
1575 {
1576   unsigned hash = 0;
1577   const unsigned char *p = (const unsigned char *) ps;
1578
1579   if (p)
1580     while (*p)
1581       hash += *p++;
1582
1583   return hash;
1584 }
1585
1586 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1587
1588 static unsigned int
1589 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1590      rtx x;
1591      enum machine_mode mode;
1592      int *do_not_record_p;
1593 {
1594   int i, j;
1595   unsigned hash = 0;
1596   enum rtx_code code;
1597   const char *fmt;
1598
1599   /* Used to turn recursion into iteration.  We can't rely on GCC's
1600      tail-recursion eliminatio since we need to keep accumulating values
1601      in HASH.  */
1602
1603   if (x == 0)
1604     return hash;
1605
1606  repeat:
1607   code = GET_CODE (x);
1608   switch (code)
1609     {
1610     case REG:
1611       hash += ((unsigned int) REG << 7) + REGNO (x);
1612       return hash;
1613
1614     case CONST_INT:
1615       hash += (((unsigned int) CONST_INT << 7) + (unsigned int) mode
1616                + (unsigned int) INTVAL (x));
1617       return hash;
1618
1619     case CONST_DOUBLE:
1620       /* This is like the general case, except that it only counts
1621          the integers representing the constant.  */
1622       hash += (unsigned int) code + (unsigned int) GET_MODE (x);
1623       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1624         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1625           hash += (unsigned int) XWINT (x, i);
1626       else
1627         hash += ((unsigned int) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1628                  + (unsigned int) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1629       return hash;
1630
1631     case CONST_VECTOR:
1632       {
1633         int units;
1634         rtx elt;
1635
1636         units = CONST_VECTOR_NUNITS (x);
1637
1638         for (i = 0; i < units; ++i)
1639           {
1640             elt = CONST_VECTOR_ELT (x, i);
1641             hash += hash_expr_1 (elt, GET_MODE (elt), do_not_record_p);
1642           }
1643
1644         return hash;
1645       }
1646
1647       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1648     case LABEL_REF:
1649       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1650          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1651       hash += (((unsigned int) LABEL_REF << 7)
1652                + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0)));
1653       return hash;
1654
1655     case SYMBOL_REF:
1656       {
1657         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1658            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1659            different orders and thus different registers to be used in the
1660            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1661            between various stages.  */
1662         unsigned int h = 0;
1663         const unsigned char *p = (const unsigned char *) XSTR (x, 0);
1664
1665         while (*p)
1666           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1667
1668         hash += ((unsigned int) SYMBOL_REF << 7) + h;
1669         return hash;
1670       }
1671
1672     case MEM:
1673       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1674         {
1675           *do_not_record_p = 1;
1676           return 0;
1677         }
1678
1679       hash += (unsigned int) MEM;
1680       /* We used alias set for hashing, but this is not good, since the alias
1681          set may differ in -fprofile-arcs and -fbranch-probabilities compilation
1682          causing the profiles to fail to match.  */
1683       x = XEXP (x, 0);
1684       goto repeat;
1685
1686     case PRE_DEC:
1687     case PRE_INC:
1688     case POST_DEC:
1689     case POST_INC:
1690     case PC:
1691     case CC0:
1692     case CALL:
1693     case UNSPEC_VOLATILE:
1694       *do_not_record_p = 1;
1695       return 0;
1696
1697     case ASM_OPERANDS:
1698       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1699         {
1700           *do_not_record_p = 1;
1701           return 0;
1702         }
1703       else
1704         {
1705           /* We don't want to take the filename and line into account.  */
1706           hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x)
1707             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x))
1708             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x))
1709             + (unsigned) ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x);
1710
1711           if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1712             {
1713               for (i = 1; i < ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x); i++)
1714                 {
1715                   hash += (hash_expr_1 (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1716                                         GET_MODE (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i)),
1717                                         do_not_record_p)
1718                            + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT
1719                                             (x, i)));
1720                 }
1721
1722               hash += hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, 0));
1723               x = ASM_OPERANDS_INPUT (x, 0);
1724               mode = GET_MODE (x);
1725               goto repeat;
1726             }
1727           return hash;
1728         }
1729
1730     default:
1731       break;
1732     }
1733
1734   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1735   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1736     {
1737       if (fmt[i] == 'e')
1738         {
1739           /* If we are about to do the last recursive call
1740              needed at this level, change it into iteration.
1741              This function is called enough to be worth it.  */
1742           if (i == 0)
1743             {
1744               x = XEXP (x, i);
1745               goto repeat;
1746             }
1747
1748           hash += hash_expr_1 (XEXP (x, i), 0, do_not_record_p);
1749           if (*do_not_record_p)
1750             return 0;
1751         }
1752
1753       else if (fmt[i] == 'E')
1754         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1755           {
1756             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1757             if (*do_not_record_p)
1758               return 0;
1759           }
1760
1761       else if (fmt[i] == 's')
1762         hash += hash_string_1 (XSTR (x, i));
1763       else if (fmt[i] == 'i')
1764         hash += (unsigned int) XINT (x, i);
1765       else
1766         abort ();
1767     }
1768
1769   return hash;
1770 }
1771
1772 /* Hash a set of register REGNO.
1773
1774    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1775    propagation code.
1776
1777    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1778
1779 static unsigned int
1780 hash_set (regno, hash_table_size)
1781      int regno;
1782      int hash_table_size;
1783 {
1784   unsigned int hash;
1785
1786   hash = regno;
1787   return hash % hash_table_size;
1788 }
1789
1790 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.
1791    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1792
1793 static int
1794 expr_equiv_p (x, y)
1795      rtx x, y;
1796 {
1797   int i, j;
1798   enum rtx_code code;
1799   const char *fmt;
1800
1801   if (x == y)
1802     return 1;
1803
1804   if (x == 0 || y == 0)
1805     return x == y;
1806
1807   code = GET_CODE (x);
1808   if (code != GET_CODE (y))
1809     return 0;
1810
1811   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1812   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1813     return 0;
1814
1815   switch (code)
1816     {
1817     case PC:
1818     case CC0:
1819       return x == y;
1820
1821     case CONST_INT:
1822       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1823
1824     case LABEL_REF:
1825       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1826
1827     case SYMBOL_REF:
1828       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1829
1830     case REG:
1831       return REGNO (x) == REGNO (y);
1832
1833     case MEM:
1834       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1835          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1836          due to it being set with the different alias set.  */
1837       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1838         return 0;
1839       break;
1840
1841     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1842     case PLUS:
1843     case MULT:
1844     case AND:
1845     case IOR:
1846     case XOR:
1847     case NE:
1848     case EQ:
1849       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1850                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1851               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1852                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1853
1854     case ASM_OPERANDS:
1855       /* We don't use the generic code below because we want to
1856          disregard filename and line numbers.  */
1857
1858       /* A volatile asm isn't equivalent to any other.  */
1859       if (MEM_VOLATILE_P (x) || MEM_VOLATILE_P (y))
1860         return 0;
1861
1862       if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y)
1863           || strcmp (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x), ASM_OPERANDS_TEMPLATE (y))
1864           || strcmp (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x),
1865                      ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (y))
1866           || ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x) != ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (y)
1867           || ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) != ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (y))
1868         return 0;
1869
1870       if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1871         {
1872           for (i = ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) - 1; i >= 0; i--)
1873             if (! expr_equiv_p (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1874                                 ASM_OPERANDS_INPUT (y, i))
1875                 || strcmp (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, i),
1876                            ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (y, i)))
1877               return 0;
1878         }
1879
1880       return 1;
1881
1882     default:
1883       break;
1884     }
1885
1886   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1887      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1888
1889   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1890   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1891     {
1892       switch (fmt[i])
1893         {
1894         case 'e':
1895           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1896             return 0;
1897           break;
1898
1899         case 'E':
1900           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1901             return 0;
1902           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1903             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1904               return 0;
1905           break;
1906
1907         case 's':
1908           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1909             return 0;
1910           break;
1911
1912         case 'i':
1913           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1914             return 0;
1915           break;
1916
1917         case 'w':
1918           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1919             return 0;
1920         break;
1921
1922         case '0':
1923           break;
1924
1925         default:
1926           abort ();
1927         }
1928     }
1929
1930   return 1;
1931 }
1932
1933 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1934    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1935    basic block.
1936
1937    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1938    It is only used if X is a CONST_INT.
1939
1940    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1941    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.  */
1942
1943 static void
1944 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p, table)
1945      rtx x;
1946      enum machine_mode mode;
1947      rtx insn;
1948      int antic_p, avail_p;
1949      struct hash_table *table;
1950 {
1951   int found, do_not_record_p;
1952   unsigned int hash;
1953   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1954   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1955   struct occr *last_occr = NULL;
1956
1957   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1958
1959   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1960      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1961      to or can't handle.  */
1962   if (do_not_record_p)
1963     return;
1964
1965   cur_expr = table->table[hash];
1966   found = 0;
1967
1968   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1969     {
1970       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1971          the list.  */
1972       last_expr = cur_expr;
1973       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1974     }
1975
1976   if (! found)
1977     {
1978       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1979       bytes_used += sizeof (struct expr);
1980       if (table->table[hash] == NULL)
1981         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1982         table->table[hash] = cur_expr;
1983       else
1984         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1985         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1986
1987       /* Set the fields of the expr element.  */
1988       cur_expr->expr = x;
1989       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1990       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1991       cur_expr->antic_occr = NULL;
1992       cur_expr->avail_occr = NULL;
1993     }
1994
1995   /* Now record the occurrence(s).  */
1996   if (antic_p)
1997     {
1998       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1999
2000       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2001       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2002         {
2003           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2004              the list.  */
2005           last_occr = antic_occr;
2006           antic_occr = antic_occr->next;
2007         }
2008
2009       if (antic_occr)
2010         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2011            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
2012            block and the block is scanned from start to end.  */
2013         ; /* nothing to do */
2014       else
2015         {
2016           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2017           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2018           bytes_used += sizeof (struct occr);
2019           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2020           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
2021             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
2022           else
2023             last_occr->next = antic_occr;
2024
2025           antic_occr->insn = insn;
2026           antic_occr->next = NULL;
2027         }
2028     }
2029
2030   if (avail_p)
2031     {
2032       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
2033
2034       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2035       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2036         {
2037           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2038              the list.  */
2039           last_occr = avail_occr;
2040           avail_occr = avail_occr->next;
2041         }
2042
2043       if (avail_occr)
2044         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2045            Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
2046            the last one in the block and the block is scanned from start
2047            to end.  */
2048         avail_occr->insn = insn;
2049       else
2050         {
2051           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2052           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2053           bytes_used += sizeof (struct occr);
2054
2055           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2056           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2057             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
2058           else
2059             last_occr->next = avail_occr;
2060
2061           avail_occr->insn = insn;
2062           avail_occr->next = NULL;
2063         }
2064     }
2065 }
2066
2067 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
2068    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
2069    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
2070    basic block.  */
2071
2072 static void
2073 insert_set_in_table (x, insn, table)
2074      rtx x;
2075      rtx insn;
2076      struct hash_table *table;
2077 {
2078   int found;
2079   unsigned int hash;
2080   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
2081   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
2082
2083   if (GET_CODE (x) != SET
2084       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2085     abort ();
2086
2087   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), table->size);
2088
2089   cur_expr = table->table[hash];
2090   found = 0;
2091
2092   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
2093     {
2094       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
2095          the list.  */
2096       last_expr = cur_expr;
2097       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
2098     }
2099
2100   if (! found)
2101     {
2102       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
2103       bytes_used += sizeof (struct expr);
2104       if (table->table[hash] == NULL)
2105         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
2106         table->table[hash] = cur_expr;
2107       else
2108         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
2109         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
2110
2111       /* Set the fields of the expr element.
2112          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
2113          performed on its operands.  */
2114       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
2115       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
2116       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2117       cur_expr->antic_occr = NULL;
2118       cur_expr->avail_occr = NULL;
2119     }
2120
2121   /* Now record the occurrence.  */
2122   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
2123
2124   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2125   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2126     {
2127       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2128          the list.  */
2129       last_occr = cur_occr;
2130       cur_occr = cur_occr->next;
2131     }
2132
2133   if (cur_occr)
2134     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2135        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want the
2136        last one in the block and the block is scanned from start to end.  */
2137     cur_occr->insn = insn;
2138   else
2139     {
2140       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2141       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2142       bytes_used += sizeof (struct occr);
2143
2144       /* First occurrence of this expression in any block?  */
2145       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2146         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
2147       else
2148         last_occr->next = cur_occr;
2149
2150       cur_occr->insn = insn;
2151       cur_occr->next = NULL;
2152     }
2153 }
2154
2155 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash TABLE (set or
2156    expression one).  */
2157
2158 static void
2159 hash_scan_set (pat, insn, table)
2160      rtx pat, insn;
2161      struct hash_table *table;
2162 {
2163   rtx src = SET_SRC (pat);
2164   rtx dest = SET_DEST (pat);
2165   rtx note;
2166
2167   if (GET_CODE (src) == CALL)
2168     hash_scan_call (src, insn, table);
2169
2170   else if (GET_CODE (dest) == REG)
2171     {
2172       unsigned int regno = REGNO (dest);
2173       rtx tmp;
2174
2175       /* If this is a single set and we are doing constant propagation,
2176          see if a REG_NOTE shows this equivalent to a constant.  */
2177       if (table->set_p && (note = find_reg_equal_equiv_note (insn)) != 0
2178           && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
2179         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
2180
2181       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
2182       if (! table->set_p
2183           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2184           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
2185           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2186           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
2187              do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
2188              for now.  */
2189           && !find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
2190           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
2191           && want_to_gcse_p (src)
2192           /* Don't CSE a nop.  */
2193           && ! set_noop_p (pat)
2194           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
2195              At this point this only function parameters should have
2196              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2197              explicitly, it means address of parameter has been taken,
2198              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2199           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
2200               || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
2201         {
2202           /* An expression is not anticipatable if its operands are
2203              modified before this insn or if this is not the only SET in
2204              this insn.  */
2205           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn) && single_set (insn);
2206           /* An expression is not available if its operands are
2207              subsequently modified, including this insn.  It's also not
2208              available if this is a branch, because we can't insert
2209              a set after the branch.  */
2210           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
2211                          && ! JUMP_P (insn));
2212
2213           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p, table);
2214         }
2215
2216       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
2217       else if (table->set_p
2218                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2219                && ((GET_CODE (src) == REG
2220                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2221                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2222                     && REGNO (src) != regno)
2223                    || CONSTANT_P (src))
2224                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
2225                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
2226                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
2227                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
2228                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
2229                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
2230         insert_set_in_table (pat, insn, table);
2231     }
2232 }
2233
2234 static void
2235 hash_scan_clobber (x, insn, table)
2236      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2237      struct hash_table *table ATTRIBUTE_UNUSED;
2238 {
2239   /* Currently nothing to do.  */
2240 }
2241
2242 static void
2243 hash_scan_call (x, insn, table)
2244      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2245      struct hash_table *table ATTRIBUTE_UNUSED;
2246 {
2247   /* Currently nothing to do.  */
2248 }
2249
2250 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
2251
2252    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
2253
2254    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
2255    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
2256    are also in the PARALLEL.  Later.
2257
2258    If SET_P is nonzero, this is for the assignment hash table,
2259    otherwise it is for the expression hash table.
2260    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
2261    not record any expressions.  */
2262
2263 static void
2264 hash_scan_insn (insn, table, in_libcall_block)
2265      rtx insn;
2266      struct hash_table *table;
2267      int in_libcall_block;
2268 {
2269   rtx pat = PATTERN (insn);
2270   int i;
2271
2272   if (in_libcall_block)
2273     return;
2274
2275   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
2276      what's been modified.  */
2277
2278   if (GET_CODE (pat) == SET)
2279     hash_scan_set (pat, insn, table);
2280   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2281     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2282       {
2283         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2284
2285         if (GET_CODE (x) == SET)
2286           hash_scan_set (x, insn, table);
2287         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2288           hash_scan_clobber (x, insn, table);
2289         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2290           hash_scan_call (x, insn, table);
2291       }
2292
2293   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2294     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
2295   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2296     hash_scan_call (pat, insn, table);
2297 }
2298
2299 static void
2300 dump_hash_table (file, name, table)
2301      FILE *file;
2302      const char *name;
2303      struct hash_table *table;
2304 {
2305   int i;
2306   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
2307   struct expr **flat_table;
2308   unsigned int *hash_val;
2309   struct expr *expr;
2310
2311   flat_table
2312     = (struct expr **) xcalloc (table->n_elems, sizeof (struct expr *));
2313   hash_val = (unsigned int *) xmalloc (table->n_elems * sizeof (unsigned int));
2314
2315   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
2316     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2317       {
2318         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
2319         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
2320       }
2321
2322   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
2323            name, table->size, table->n_elems);
2324
2325   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
2326     if (flat_table[i] != 0)
2327       {
2328         expr = flat_table[i];
2329         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
2330                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
2331         print_rtl (file, expr->expr);
2332         fprintf (file, "\n");
2333       }
2334
2335   fprintf (file, "\n");
2336
2337   free (flat_table);
2338   free (hash_val);
2339 }
2340
2341 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
2342
2343    first_set records the first place in the block where the register
2344    is set and is used to compute "anticipatability".
2345
2346    last_set records the last place in the block where the register
2347    is set and is used to compute "availability".
2348
2349    last_bb records the block for which first_set and last_set are
2350    valid, as a quick test to invalidate them.
2351
2352    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
2353    and is used to compute "transparency".  */
2354
2355 static void
2356 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2357      rtx insn;
2358      int regno;
2359 {
2360   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
2361   int cuid = INSN_CUID (insn);
2362
2363   info->last_set = cuid;
2364   if (info->last_bb != current_bb)
2365     {
2366       info->last_bb = current_bb;
2367       info->first_set = cuid;
2368       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb->index], regno);
2369     }
2370 }
2371
2372
2373 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
2374    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
2375    taken off pairwise.  */
2376
2377 static void
2378 canon_list_insert (dest, unused1, v_insn)
2379      rtx    dest ATTRIBUTE_UNUSED;
2380      rtx    unused1 ATTRIBUTE_UNUSED;
2381      void * v_insn;
2382 {
2383   rtx dest_addr, insn;
2384   int bb;
2385
2386   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2387       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2388       || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2389       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2390     dest = XEXP (dest, 0);
2391
2392   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
2393      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
2394      elsewhere.  */
2395
2396   if (GET_CODE (dest) != MEM)
2397     return;
2398
2399   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
2400   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
2401   insn = (rtx) v_insn;
2402   bb = BLOCK_NUM (insn);
2403
2404   canon_modify_mem_list[bb] =
2405     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
2406   canon_modify_mem_list[bb] =
2407     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
2408   bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2409 }
2410
2411 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
2412    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
2413    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
2414
2415 static void
2416 record_last_mem_set_info (insn)
2417      rtx insn;
2418 {
2419   int bb = BLOCK_NUM (insn);
2420
2421   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
2422      everything.  */
2423   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
2424   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
2425
2426   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2427     {
2428       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
2429          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
2430          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
2431       canon_modify_mem_list[bb] =
2432         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
2433       bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2434     }
2435   else
2436     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
2437 }
2438
2439 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2440    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2441    the SET is taking place.  */
2442
2443 static void
2444 record_last_set_info (dest, setter, data)
2445      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2446      void *data;
2447 {
2448   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2449
2450   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2451     dest = SUBREG_REG (dest);
2452
2453   if (GET_CODE (dest) == REG)
2454     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2455   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2456            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2457            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2458     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2459 }
2460
2461 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2462
2463    Expression entries are placed in the hash table if
2464    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2465    - src is something we want to perform GCSE on,
2466    - none of the operands are subsequently modified in the block
2467
2468    Assignment entries are placed in the hash table if
2469    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2470    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2471    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2472
2473    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2474
2475    F is the first insn.
2476    TABLE is the table computed.  */
2477
2478 static void
2479 compute_hash_table_work (table)
2480      struct hash_table *table;
2481 {
2482   unsigned int i;
2483
2484   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2485      registers are set in which blocks.
2486      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2487      compute.  Later.  */
2488   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
2489
2490   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2491   clear_modify_mem_tables ();
2492   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2493   reg_avail_info = (struct reg_avail_info*)
2494     gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2495
2496   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2497     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
2498
2499   FOR_EACH_BB (current_bb)
2500     {
2501       rtx insn;
2502       unsigned int regno;
2503       int in_libcall_block;
2504
2505       /* First pass over the instructions records information used to
2506          determine when registers and memory are first and last set.
2507          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2508          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2509
2510       for (insn = current_bb->head;
2511            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2512            insn = NEXT_INSN (insn))
2513         {
2514           if (! INSN_P (insn))
2515             continue;
2516
2517           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2518             {
2519               bool clobbers_all = false;
2520 #ifdef NON_SAVING_SETJMP
2521               if (NON_SAVING_SETJMP
2522                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
2523                 clobbers_all = true;
2524 #endif
2525
2526               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2527                 if (clobbers_all
2528                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2529                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2530
2531               mark_call (insn);
2532             }
2533
2534           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2535         }
2536
2537       /* The next pass builds the hash table.  */
2538
2539       for (insn = current_bb->head, in_libcall_block = 0;
2540            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2541            insn = NEXT_INSN (insn))
2542         if (INSN_P (insn))
2543           {
2544             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2545               in_libcall_block = 1;
2546             else if (table->set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2547               in_libcall_block = 0;
2548             hash_scan_insn (insn, table, in_libcall_block);
2549             if (!table->set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2550               in_libcall_block = 0;
2551           }
2552     }
2553
2554   free (reg_avail_info);
2555   reg_avail_info = NULL;
2556 }
2557
2558 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
2559    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2560    It is used to determine the number of buckets to use.
2561    SET_P determines whether set or expression table will
2562    be created.  */
2563
2564 static void
2565 alloc_hash_table (n_insns, table, set_p)
2566      int n_insns;
2567      struct hash_table *table;
2568      int set_p;
2569 {
2570   int n;
2571
2572   table->size = n_insns / 4;
2573   if (table->size < 11)
2574     table->size = 11;
2575
2576   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2577      Making it an odd number is simplest for now.
2578      ??? Later take some measurements.  */
2579   table->size |= 1;
2580   n = table->size * sizeof (struct expr *);
2581   table->table = (struct expr **) gmalloc (n);
2582   table->set_p = set_p;
2583 }
2584
2585 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
2586
2587 static void
2588 free_hash_table (table)
2589      struct hash_table *table;
2590 {
2591   free (table->table);
2592 }
2593
2594 /* Compute the hash TABLE for doing copy/const propagation or
2595    expression hash table.  */
2596
2597 static void
2598 compute_hash_table (table)
2599     struct hash_table *table;
2600 {
2601   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2602   table->n_elems = 0;
2603   memset ((char *) table->table, 0,
2604           table->size * sizeof (struct expr *));
2605
2606   compute_hash_table_work (table);
2607 }
2608 \f
2609 /* Expression tracking support.  */
2610
2611 /* Lookup pattern PAT in the expression TABLE.
2612    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2613
2614 static struct expr *
2615 lookup_expr (pat, table)
2616      rtx pat;
2617      struct hash_table *table;
2618 {
2619   int do_not_record_p;
2620   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2621                                  table->size);
2622   struct expr *expr;
2623
2624   if (do_not_record_p)
2625     return NULL;
2626
2627   expr = table->table[hash];
2628
2629   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2630     expr = expr->next_same_hash;
2631
2632   return expr;
2633 }
2634
2635 /* Lookup REGNO in the set TABLE.  If PAT is non-NULL look for the entry that
2636    matches it, otherwise return the first entry for REGNO.  The result is a
2637    pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2638
2639 static struct expr *
2640 lookup_set (regno, pat, table)
2641      unsigned int regno;
2642      rtx pat;
2643      struct hash_table *table;
2644 {
2645   unsigned int hash = hash_set (regno, table->size);
2646   struct expr *expr;
2647
2648   expr = table->table[hash];
2649
2650   if (pat)
2651     {
2652       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2653         expr = expr->next_same_hash;
2654     }
2655   else
2656     {
2657       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2658         expr = expr->next_same_hash;
2659     }
2660
2661   return expr;
2662 }
2663
2664 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2665
2666 static struct expr *
2667 next_set (regno, expr)
2668      unsigned int regno;
2669      struct expr *expr;
2670 {
2671   do
2672     expr = expr->next_same_hash;
2673   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2674
2675   return expr;
2676 }
2677
2678 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
2679    types may be mixed.  */
2680
2681 static void
2682 free_insn_expr_list_list (listp)
2683      rtx *listp;
2684 {
2685   rtx list, next;
2686
2687   for (list = *listp; list ; list = next)
2688     {
2689       next = XEXP (list, 1);
2690       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
2691         free_EXPR_LIST_node (list);
2692       else
2693         free_INSN_LIST_node (list);
2694     }
2695
2696   *listp = NULL;
2697 }
2698
2699 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
2700 static void
2701 clear_modify_mem_tables ()
2702 {
2703   int i;
2704
2705   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2706     (modify_mem_list_set, 0, i, free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i));
2707   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
2708
2709   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2710     (canon_modify_mem_list_set, 0, i,
2711      free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i));
2712   bitmap_clear (canon_modify_mem_list_set);
2713 }
2714
2715 /* Release memory used by modify_mem_list_set and canon_modify_mem_list_set.  */
2716
2717 static void
2718 free_modify_mem_tables ()
2719 {
2720   clear_modify_mem_tables ();
2721   free (modify_mem_list);
2722   free (canon_modify_mem_list);
2723   modify_mem_list = 0;
2724   canon_modify_mem_list = 0;
2725 }
2726
2727 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2728    start of the block].  */
2729
2730 static void
2731 reset_opr_set_tables ()
2732 {
2733   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2734      the block.  */
2735   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
2736
2737   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2738      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2739      location has been modified.  */
2740   clear_modify_mem_tables ();
2741 }
2742
2743 /* Return nonzero if the operands of X are not set before INSN in
2744    INSN's basic block.  */
2745
2746 static int
2747 oprs_not_set_p (x, insn)
2748      rtx x, insn;
2749 {
2750   int i, j;
2751   enum rtx_code code;
2752   const char *fmt;
2753
2754   if (x == 0)
2755     return 1;
2756
2757   code = GET_CODE (x);
2758   switch (code)
2759     {
2760     case PC:
2761     case CC0:
2762     case CONST:
2763     case CONST_INT:
2764     case CONST_DOUBLE:
2765     case CONST_VECTOR:
2766     case SYMBOL_REF:
2767     case LABEL_REF:
2768     case ADDR_VEC:
2769     case ADDR_DIFF_VEC:
2770       return 1;
2771
2772     case MEM:
2773       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
2774                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2775         return 0;
2776       else
2777         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2778
2779     case REG:
2780       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2781
2782     default:
2783       break;
2784     }
2785
2786   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2787     {
2788       if (fmt[i] == 'e')
2789         {
2790           /* If we are about to do the last recursive call
2791              needed at this level, change it into iteration.
2792              This function is called enough to be worth it.  */
2793           if (i == 0)
2794             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2795
2796           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2797             return 0;
2798         }
2799       else if (fmt[i] == 'E')
2800         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2801           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2802             return 0;
2803     }
2804
2805   return 1;
2806 }
2807
2808 /* Mark things set by a CALL.  */
2809
2810 static void
2811 mark_call (insn)
2812      rtx insn;
2813 {
2814   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2815     record_last_mem_set_info (insn);
2816 }
2817
2818 /* Mark things set by a SET.  */
2819
2820 static void
2821 mark_set (pat, insn)
2822      rtx pat, insn;
2823 {
2824   rtx dest = SET_DEST (pat);
2825
2826   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2827          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2828          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2829          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2830     dest = XEXP (dest, 0);
2831
2832   if (GET_CODE (dest) == REG)
2833     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2834   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2835     record_last_mem_set_info (insn);
2836
2837   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2838     mark_call (insn);
2839 }
2840
2841 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2842
2843 static void
2844 mark_clobber (pat, insn)
2845      rtx pat, insn;
2846 {
2847   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2848
2849   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2850     clob = XEXP (clob, 0);
2851
2852   if (GET_CODE (clob) == REG)
2853     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2854   else
2855     record_last_mem_set_info (insn);
2856 }
2857
2858 /* Record things set by INSN.
2859    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2860
2861 static void
2862 mark_oprs_set (insn)
2863      rtx insn;
2864 {
2865   rtx pat = PATTERN (insn);
2866   int i;
2867
2868   if (GET_CODE (pat) == SET)
2869     mark_set (pat, insn);
2870   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2871     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2872       {
2873         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2874
2875         if (GET_CODE (x) == SET)
2876           mark_set (x, insn);
2877         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2878           mark_clobber (x, insn);
2879         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2880           mark_call (insn);
2881       }
2882
2883   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2884     mark_clobber (pat, insn);
2885   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2886     mark_call (insn);
2887 }
2888
2889 \f
2890 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2891
2892 /* Allocate reaching def variables.  */
2893
2894 static void
2895 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2896      int n_blocks, n_insns;
2897 {
2898   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2899   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_blocks);
2900
2901   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2902   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_blocks);
2903
2904   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2905   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_blocks);
2906
2907   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2908   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_blocks);
2909 }
2910
2911 /* Free reaching def variables.  */
2912
2913 static void
2914 free_rd_mem ()
2915 {
2916   sbitmap_vector_free (rd_kill);
2917   sbitmap_vector_free (rd_gen);
2918   sbitmap_vector_free (reaching_defs);
2919   sbitmap_vector_free (rd_out);
2920 }
2921
2922 /* Add INSN to the kills of BB.  REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2923
2924 static void
2925 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2926      rtx insn;
2927      int regno;
2928      basic_block bb;
2929 {
2930   struct reg_set *this_reg;
2931
2932   for (this_reg = reg_set_table[regno]; this_reg; this_reg = this_reg ->next)
2933     if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2934       SET_BIT (rd_kill[bb->index], INSN_CUID (this_reg->insn));
2935 }
2936
2937 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2938
2939 static void
2940 compute_kill_rd ()
2941 {
2942   int cuid;
2943   unsigned int regno;
2944   int i;
2945   basic_block bb;
2946
2947   /* For each block
2948        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2949            generates a definition in the block)
2950          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2951          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2952          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2953              this block
2954            Set the bit in `kill' corresponding to that insn.  */
2955   FOR_EACH_BB (bb)
2956     for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
2957       if (TEST_BIT (rd_gen[bb->index], cuid))
2958         {
2959           rtx insn = CUID_INSN (cuid);
2960           rtx pat = PATTERN (insn);
2961
2962           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2963             {
2964               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2965                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2966                   handle_rd_kill_set (insn, regno, bb);
2967             }
2968
2969           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2970             {
2971               for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
2972                 {
2973                   enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
2974
2975                   if ((code == SET || code == CLOBBER)
2976                       && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
2977                     handle_rd_kill_set (insn,
2978                                         REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
2979                                         bb);
2980                 }
2981             }
2982           else if (GET_CODE (pat) == SET && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
2983             /* Each setting of this register outside of this block
2984                must be marked in the set of kills in this block.  */
2985             handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), bb);
2986         }
2987 }
2988
2989 /* Compute the reaching definitions as in
2990    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
2991    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
2992    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
2993
2994 static void
2995 compute_rd ()
2996 {
2997   int changed, passes;
2998   basic_block bb;
2999
3000   FOR_EACH_BB (bb)
3001     sbitmap_copy (rd_out[bb->index] /*dst*/, rd_gen[bb->index] /*src*/);
3002
3003   passes = 0;
3004   changed = 1;
3005   while (changed)
3006     {
3007       changed = 0;
3008       FOR_EACH_BB (bb)
3009         {
3010           sbitmap_union_of_preds (reaching_defs[bb->index], rd_out, bb->index);
3011           changed |= sbitmap_union_of_diff_cg (rd_out[bb->index], rd_gen[bb->index],
3012                                                reaching_defs[bb->index], rd_kill[bb->index]);
3013         }
3014       passes++;
3015     }
3016
3017   if (gcse_file)
3018     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
3019 }
3020 \f
3021 /* Classic GCSE available expression support.  */
3022
3023 /* Allocate memory for available expression computation.  */
3024
3025 static void
3026 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
3027      int n_blocks, n_exprs;
3028 {
3029   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3030   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_blocks);
3031
3032   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3033   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_blocks);
3034
3035   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3036   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_blocks);
3037
3038   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3039   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_blocks);
3040 }
3041
3042 static void
3043 free_avail_expr_mem ()
3044 {
3045   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3046   sbitmap_vector_free (ae_gen);
3047   sbitmap_vector_free (ae_in);
3048   sbitmap_vector_free (ae_out);
3049 }
3050
3051 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
3052
3053 static void
3054 compute_ae_gen (expr_hash_table)
3055      struct hash_table *expr_hash_table;
3056 {
3057   unsigned int i;
3058   struct expr *expr;
3059   struct occr *occr;
3060
3061   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
3062      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
3063      is not available, and the only expressions we want to work with are the
3064      ones that are recorded.  */
3065   for (i = 0; i < expr_hash_table->size; i++)
3066     for (expr = expr_hash_table->table[i]; expr != 0; expr = expr->next_same_hash)
3067       for (occr = expr->avail_occr; occr != 0; occr = occr->next)
3068         SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
3069 }
3070
3071 /* Return nonzero if expression X is killed in BB.  */
3072
3073 static int
3074 expr_killed_p (x, bb)
3075      rtx x;
3076      basic_block bb;
3077 {
3078   int i, j;
3079   enum rtx_code code;
3080   const char *fmt;
3081
3082   if (x == 0)
3083     return 1;
3084
3085   code = GET_CODE (x);
3086   switch (code)
3087     {
3088     case REG:
3089       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
3090
3091     case MEM:
3092       if (load_killed_in_block_p (bb, get_max_uid () + 1, x, 0))
3093         return 1;
3094       else
3095         return expr_killed_p (XEXP (x, 0), bb);
3096
3097     case PC:
3098     case CC0: /*FIXME*/
3099     case CONST:
3100     case CONST_INT:
3101     case CONST_DOUBLE:
3102     case CONST_VECTOR:
3103     case SYMBOL_REF:
3104     case LABEL_REF:
3105     case ADDR_VEC:
3106     case ADDR_DIFF_VEC:
3107       return 0;
3108
3109     default:
3110       break;
3111     }
3112
3113   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3114     {
3115       if (fmt[i] == 'e')
3116         {
3117           /* If we are about to do the last recursive call
3118              needed at this level, change it into iteration.
3119              This function is called enough to be worth it.  */
3120           if (i == 0)
3121             return expr_killed_p (XEXP (x, i), bb);
3122           else if (expr_killed_p (XEXP (x, i), bb))
3123             return 1;
3124         }
3125       else if (fmt[i] == 'E')
3126         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3127           if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
3128             return 1;
3129     }
3130
3131   return 0;
3132 }
3133
3134 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
3135
3136 static void
3137 compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill, expr_hash_table)
3138      sbitmap *ae_gen, *ae_kill;
3139      struct hash_table *expr_hash_table;
3140 {
3141   basic_block bb;
3142   unsigned int i;
3143   struct expr *expr;
3144
3145   FOR_EACH_BB (bb)
3146     for (i = 0; i < expr_hash_table->size; i++)
3147       for (expr = expr_hash_table->table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3148         {
3149           /* Skip EXPR if generated in this block.  */
3150           if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], expr->bitmap_index))
3151             continue;
3152
3153           if (expr_killed_p (expr->expr, bb))
3154             SET_BIT (ae_kill[bb->index], expr->bitmap_index);
3155         }
3156 }
3157 \f
3158 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
3159
3160 /* Return nonzero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
3161
3162    CHECK_SELF_LOOP is nonzero if we should consider a block reaching itself
3163    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
3164    of the expression in the block.
3165
3166    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3167    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3168
3169    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3170    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3171    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3172    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3173    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3174    the closest such expression.  */
3175
3176 static int
3177 expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
3178      struct occr *occr;
3179      struct expr *expr;
3180      basic_block bb;
3181      int check_self_loop;
3182      char *visited;
3183 {
3184   edge pred;
3185
3186   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
3187     {
3188       basic_block pred_bb = pred->src;
3189
3190       if (visited[pred_bb->index])
3191         /* This predecessor has already been visited. Nothing to do.  */
3192           ;
3193       else if (pred_bb == bb)
3194         {
3195           /* BB loops on itself.  */
3196           if (check_self_loop
3197               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index)
3198               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3199             return 1;
3200
3201           visited[pred_bb->index] = 1;
3202         }
3203
3204       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3205       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3206         visited[pred_bb->index] = 1;
3207
3208       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3209       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3210         {
3211           /* Is this the occurrence we're looking for?
3212              Note that there's only one generating occurrence per block
3213              so we just need to check the block number.  */
3214           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3215             return 1;
3216
3217           visited[pred_bb->index] = 1;
3218         }
3219
3220       /* Neither gen nor kill.  */
3221       else
3222         {
3223           visited[pred_bb->index] = 1;
3224           if (expr_reaches_here_p_work (occr, expr, pred_bb, check_self_loop,
3225               visited))
3226
3227             return 1;
3228         }
3229     }
3230
3231   /* All paths have been checked.  */
3232   return 0;
3233 }
3234
3235 /* This wrapper for expr_reaches_here_p_work() is to ensure that any
3236    memory allocated for that function is returned.  */
3237
3238 static int
3239 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop)
3240      struct occr *occr;
3241      struct expr *expr;
3242      basic_block bb;
3243      int check_self_loop;
3244 {
3245   int rval;
3246   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
3247
3248   rval = expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited);
3249
3250   free (visited);
3251   return rval;
3252 }
3253
3254 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
3255    If there is more than one such instruction, return NULL.
3256
3257    Called only by handle_avail_expr.  */
3258
3259 static rtx
3260 computing_insn (expr, insn)
3261      struct expr *expr;
3262      rtx insn;
3263 {
3264   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3265
3266   if (expr->avail_occr->next == NULL)
3267     {
3268       if (BLOCK_FOR_INSN (expr->avail_occr->insn) == bb)
3269         /* The available expression is actually itself
3270            (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
3271         return NULL;
3272
3273       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
3274          a substitution that took place.  */
3275       return expr->avail_occr->insn;
3276     }
3277   else
3278     {
3279       /* Pattern is computed more than once.
3280          Search backwards from this insn to see how many of these
3281          computations actually reach this insn.  */
3282       struct occr *occr;
3283       rtx insn_computes_expr = NULL;
3284       int can_reach = 0;
3285
3286       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3287         {
3288           if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
3289             {
3290               /* The expression is generated in this block.
3291                  The only time we care about this is when the expression
3292                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
3293                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
3294               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn)
3295                   && expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1))
3296                 {
3297                   can_reach++;
3298                   if (can_reach > 1)
3299                     return NULL;
3300
3301                   insn_computes_expr = occr->insn;
3302                 }
3303             }
3304           else if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0))
3305             {
3306               can_reach++;
3307               if (can_reach > 1)
3308                 return NULL;
3309
3310               insn_computes_expr = occr->insn;
3311             }
3312         }
3313
3314       if (insn_computes_expr == NULL)
3315         abort ();
3316
3317       return insn_computes_expr;
3318     }
3319 }
3320
3321 /* Return nonzero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3322    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3323
3324 static int
3325 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3326      rtx insn, def_insn;
3327 {
3328   rtx reg;
3329
3330   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3331     return 1;
3332
3333   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3334     {
3335       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3336         {
3337           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3338             return 1;
3339           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3340             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3341           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3342             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3343           else
3344             abort ();
3345
3346           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3347         }
3348       else
3349         return 0;
3350     }
3351
3352   return 0;
3353 }
3354
3355 /* Return nonzero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.  The
3356    value returned is the number of definitions that reach INSN.  Returning a
3357    value of zero means that [maybe] more than one definition reaches INSN and
3358    the caller can't perform whatever optimization it is trying.  i.e. it is
3359    always safe to return zero.  */
3360
3361 static int
3362 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3363      struct reg_set **addr_this_reg;
3364      rtx insn;
3365      int for_combine;
3366 {
3367   int number_of_reaching_defs = 0;
3368   struct reg_set *this_reg;
3369
3370   for (this_reg = *addr_this_reg; this_reg != 0; this_reg = this_reg->next)
3371     if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3372       {
3373         number_of_reaching_defs++;
3374         /* Ignore parallels for now.  */
3375         if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3376           return 0;
3377
3378         if (!for_combine
3379             && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3380                 || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3381                                   SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3382           /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3383           return 0;
3384
3385         if (number_of_reaching_defs > 1)
3386           {
3387             /* If in this setting the value the register is being set to is
3388                equal to the previous value the register was set to and this
3389                setting reaches the insn we are trying to do the substitution
3390                on then we are ok.  */
3391             if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3392               return 0;
3393             else if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3394                                     SET_SRC (PATTERN (insn))))
3395               return 0;
3396           }
3397
3398         *addr_this_reg = this_reg;
3399       }
3400
3401   return number_of_reaching_defs;
3402 }
3403
3404 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3405    so try to perform the substitution.
3406
3407    The result is nonzero if any changes were made.  */
3408
3409 static int
3410 handle_avail_expr (insn, expr)
3411      rtx insn;
3412      struct expr *expr;
3413 {
3414   rtx pat, insn_computes_expr, expr_set;
3415   rtx to;
3416   struct reg_set *this_reg;
3417   int found_setting, use_src;
3418   int changed = 0;
3419
3420   /* We only handle the case where one computation of the expression
3421      reaches this instruction.  */
3422   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3423   if (insn_computes_expr == NULL)
3424     return 0;
3425   expr_set = single_set (insn_computes_expr);
3426   if (!expr_set)
3427     abort ();
3428
3429   found_setting = 0;
3430   use_src = 0;
3431
3432   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3433      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3434      expression is computed into.  */
3435   if (GET_CODE (SET_SRC (expr_set)) == REG)
3436     {
3437       /* This is the case when the available expression that reaches
3438          here has already been handled as an available expression.  */
3439       unsigned int regnum_for_replacing
3440         = REGNO (SET_SRC (expr_set));
3441
3442       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3443          however we know it's set only once.  */
3444       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3445           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3446              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3447           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3448                this_reg->next == NULL)
3449               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3450         {
3451           use_src = 1;
3452           found_setting = 1;
3453         }
3454     }
3455
3456   if (!found_setting)
3457     {
3458       unsigned int regnum_for_replacing
3459         = REGNO (SET_DEST (expr_set));
3460
3461       /* This shouldn't happen.  */
3462       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3463         abort ();
3464
3465       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3466
3467       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3468          or only one set reaches this insn, use it.  */
3469       if (this_reg->next == NULL
3470           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3471         found_setting = 1;
3472     }
3473
3474   if (found_setting)
3475     {
3476       pat = PATTERN (insn);
3477       if (use_src)
3478         to = SET_SRC (expr_set);
3479       else
3480         to = SET_DEST (expr_set);
3481       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3482
3483       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3484          to play it safe we check.  */
3485       if (changed)
3486         {
3487           gcse_subst_count++;
3488           if (gcse_file != NULL)
3489             {
3490               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with",
3491                        INSN_UID (insn));
3492               fprintf (gcse_file, " reg %d %s insn %d\n",
3493                        REGNO (to), use_src ? "from" : "set in",
3494                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3495             }
3496         }
3497     }
3498
3499   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3500   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3501     {
3502       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3503          into a new pseudo register call this new register REGN.
3504          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3505          replace all uses of REGB with REGN.  */
3506       rtx new_insn;
3507
3508       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (expr_set)));
3509
3510       /* Generate the new insn.  */
3511       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3512          an insn.  I think this is ok.  */
3513       new_insn
3514         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3515                                         SET_DEST (expr_set)),
3516                            insn_computes_expr);
3517
3518       /* Keep register set table up to date.  */
3519       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3520
3521       gcse_create_count++;
3522       if (gcse_file != NULL)
3523         {
3524           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d",
3525                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3526                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))));
3527           fprintf (gcse_file, ", computed in insn %d,\n",
3528                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3529           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n",
3530                    REGNO (to));
3531         }
3532
3533       pat = PATTERN (insn);
3534
3535       /* Do register replacement for INSN.  */
3536       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3537                                  SET_DEST (PATTERN
3538                                            (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3539                                  0);
3540
3541       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3542          to play it safe we check.  */
3543       if (changed)
3544         {
3545           gcse_subst_count++;
3546           if (gcse_file != NULL)
3547             {
3548               fprintf (gcse_file,
3549                        "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d ",
3550                        INSN_UID (insn),
3551                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN
3552                                                  (insn_computes_expr)))));
3553               fprintf (gcse_file, "set in insn %d\n",
3554                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3555             }
3556         }
3557     }
3558
3559   return changed;
3560 }
3561
3562 /* Perform classic GCSE.  This is called by one_classic_gcse_pass after all
3563    the dataflow analysis has been done.
3564
3565    The result is nonzero if a change was made.  */
3566
3567 static int
3568 classic_gcse ()
3569 {
3570   int changed;
3571   rtx insn;
3572   basic_block bb;
3573
3574   /* Note we start at block 1.  */
3575
3576   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3577     return 0;
3578
3579   changed = 0;
3580   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3581     {
3582       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3583          start of the block].  */
3584       reset_opr_set_tables ();
3585
3586       for (insn = bb->head;
3587            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
3588            insn = NEXT_INSN (insn))
3589         {
3590           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3591           if (GET_CODE (insn) == INSN
3592               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3593               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3594               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3595             {
3596               rtx pat = PATTERN (insn);
3597               rtx src = SET_SRC (pat);
3598               struct expr *expr;
3599
3600               if (want_to_gcse_p (src)
3601                   /* Is the expression recorded?  */
3602                   && ((expr = lookup_expr (src, &expr_hash_table)) != NULL)
3603                   /* Is the expression available [at the start of the
3604                      block]?  */
3605                   && TEST_BIT (ae_in[bb->index], expr->bitmap_index)
3606                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3607                      block?  */
3608                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3609                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3610             }
3611
3612           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3613           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3614           if (INSN_P (insn))
3615             mark_oprs_set (insn);
3616         }
3617     }
3618
3619   return changed;
3620 }
3621
3622 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3623
3624    Return nonzero if a change was made.  */
3625
3626 static int
3627 one_classic_gcse_pass (pass)
3628      int pass;
3629 {
3630   int changed = 0;
3631
3632   gcse_subst_count = 0;
3633   gcse_create_count = 0;
3634
3635   alloc_hash_table (max_cuid, &expr_hash_table, 0);
3636   alloc_rd_mem (last_basic_block, max_cuid);
3637   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3638   if (gcse_file)
3639     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", &expr_hash_table);
3640
3641   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3642     {
3643       compute_kill_rd ();
3644       compute_rd ();
3645       alloc_avail_expr_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
3646       compute_ae_gen (&expr_hash_table);
3647       compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill, &expr_hash_table);
3648       compute_available (ae_gen, ae_kill, ae_out, ae_in);
3649       changed = classic_gcse ();
3650       free_avail_expr_mem ();
3651     }
3652
3653   free_rd_mem ();
3654   free_hash_table (&expr_hash_table);
3655
3656   if (gcse_file)
3657     {
3658       fprintf (gcse_file, "\n");
3659       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs,",
3660                current_function_name, pass, bytes_used, gcse_subst_count);
3661       fprintf (gcse_file, "%d insns created\n", gcse_create_count);
3662     }
3663
3664   return changed;
3665 }
3666 \f
3667 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3668
3669 /* Local properties of assignments.  */
3670 static sbitmap *cprop_pavloc;
3671 static sbitmap *cprop_absaltered;
3672
3673 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3674 static sbitmap *cprop_avin;
3675 static sbitmap *cprop_avout;
3676
3677 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
3678    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
3679
3680 static void
3681 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3682      int n_blocks, n_sets;
3683 {
3684   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3685   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3686
3687   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3688   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3689 }
3690
3691 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3692
3693 static void
3694 free_cprop_mem ()
3695 {
3696   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
3697   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
3698   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
3699   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
3700 }
3701
3702 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
3703    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
3704    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
3705    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
3706    bit in BMAP.  */
3707
3708 static void
3709 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3710      rtx x;
3711      int indx;
3712      sbitmap *bmap;
3713      int set_p;
3714 {
3715   int i, j;
3716   basic_block bb;
3717   enum rtx_code code;
3718   reg_set *r;
3719   const char *fmt;
3720
3721   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3722      can't do it when there's no return value.  */
3723  repeat:
3724
3725   if (x == 0)
3726     return;
3727
3728   code = GET_CODE (x);
3729   switch (code)
3730     {
3731     case REG:
3732       if (set_p)
3733         {
3734           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3735             {
3736               FOR_EACH_BB (bb)
3737                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3738                   SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3739             }
3740           else
3741             {
3742               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3743                 SET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3744             }
3745         }
3746       else
3747         {
3748           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3749             {
3750               FOR_EACH_BB (bb)
3751                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3752                   RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3753             }
3754           else
3755             {
3756               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3757                 RESET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3758             }
3759         }
3760
3761       return;
3762
3763     case MEM:
3764       FOR_EACH_BB (bb)
3765         {
3766           rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb->index];
3767
3768           while (list_entry)
3769             {
3770               rtx dest, dest_addr;
3771
3772               if (GET_CODE (XEXP (list_entry, 0)) == CALL_INSN)
3773                 {
3774                   if (set_p)
3775                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3776                   else
3777                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3778                   break;
3779                 }
3780               /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
3781                  Examine each hunk of memory that is modified.  */
3782
3783               dest = XEXP (list_entry, 0);
3784               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3785               dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
3786
3787               if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
3788                                          x, rtx_addr_varies_p))
3789                 {
3790                   if (set_p)
3791                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3792                   else
3793                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3794                   break;
3795                 }
3796               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3797             }
3798         }
3799
3800       x = XEXP (x, 0);
3801       goto repeat;
3802
3803     case PC:
3804     case CC0: /*FIXME*/
3805     case CONST:
3806     case CONST_INT:
3807     case CONST_DOUBLE:
3808     case CONST_VECTOR:
3809     case SYMBOL_REF:
3810     case LABEL_REF:
3811     case ADDR_VEC:
3812     case ADDR_DIFF_VEC:
3813       return;
3814
3815     default:
3816       break;
3817     }
3818
3819   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3820     {
3821       if (fmt[i] == 'e')
3822         {
3823           /* If we are about to do the last recursive call
3824              needed at this level, change it into iteration.
3825              This function is called enough to be worth it.  */
3826           if (i == 0)
3827             {
3828               x = XEXP (x, i);
3829               goto repeat;
3830             }
3831
3832           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
3833         }
3834       else if (fmt[i] == 'E')
3835         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3836           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3837     }
3838 }
3839
3840 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3841    propagation.  */
3842
3843 static void
3844 compute_cprop_data ()
3845 {
3846   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, &set_hash_table);
3847   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
3848                      cprop_avout, cprop_avin);
3849 }
3850 \f
3851 /* Copy/constant propagation.  */
3852
3853 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3854 #define MAX_USES 8
3855
3856 /* Table of uses found in an insn.
3857    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3858 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3859
3860 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3861 static int reg_use_count;
3862
3863 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
3864    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
3865    and contains the number of uses in the table upon exit.
3866
3867    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
3868    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3869
3870 static void
3871 find_used_regs (xptr, data)
3872      rtx *xptr;
3873      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3874 {
3875   int i, j;
3876   enum rtx_code code;
3877   const char *fmt;
3878   rtx x = *xptr;
3879
3880   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3881      can't do it when there's no return value.  */
3882  repeat:
3883   if (x == 0)
3884     return;
3885
3886   code = GET_CODE (x);
3887   if (REG_P (x))
3888     {
3889       if (reg_use_count == MAX_USES)
3890         return;
3891
3892       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3893       reg_use_count++;
3894     }
3895
3896   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3897
3898   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3899     {
3900       if (fmt[i] == 'e')
3901         {
3902           /* If we are about to do the last recursive call
3903              needed at this level, change it into iteration.
3904              This function is called enough to be worth it.  */
3905           if (i == 0)
3906             {
3907               x = XEXP (x, 0);
3908               goto repeat;
3909             }
3910
3911           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
3912         }
3913       else if (fmt[i] == 'E')
3914         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3915           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
3916     }
3917 }
3918
3919 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3920    Returns nonzero is successful.  */
3921
3922 static int
3923 try_replace_reg (from, to, insn)
3924      rtx from, to, insn;
3925 {
3926   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3927   rtx src = 0;
3928   int success = 0;
3929   rtx set = single_set (insn);
3930
3931   validate_replace_src_group (from, to, insn);
3932   if (num_changes_pending () && apply_change_group ())
3933     success = 1;
3934
3935   if (!success && set && reg_mentioned_p (from, SET_SRC (set)))
3936     {
3937       /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
3938          the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
3939          SETs, but it probably won't buy us anything.  */
3940       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
3941
3942       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
3943           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
3944         success = 1;
3945
3946       /* If we've failed to do replacement, have a single SET, and don't already
3947          have a note, add a REG_EQUAL note to not lose information.  */
3948       if (!success && note == 0 && set != 0)
3949         note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
3950     }
3951
3952   /* If there is already a NOTE, update the expression in it with our
3953      replacement.  */
3954   else if (note != 0)
3955     XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to);
3956
3957   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
3958      We don't allow that. Remove that note. This code ought
3959      not to hapen, because previous code ought to syntetize
3960      reg-reg move, but be on the safe side.  */
3961   if (note && REG_P (XEXP (note, 0)))
3962     remove_note (insn, note);
3963
3964   return success;
3965 }
3966
3967 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
3968    NULL no such set is found.  */
3969
3970 static struct expr *
3971 find_avail_set (regno, insn)
3972      int regno;
3973      rtx insn;
3974 {
3975   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
3976      use in a substitution.  */
3977   struct expr *set1 = 0;
3978
3979   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
3980      available at the start of the block containing INSN.  ie we would
3981      need two sets like this available at the start of the block:
3982
3983        (set (reg X) (reg Y))
3984        (set (reg Y) (reg X))
3985
3986      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
3987      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
3988   while (1)
3989     {
3990       rtx src;
3991       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX, &set_hash_table);
3992
3993       /* Find a set that is available at the start of the block
3994          which contains INSN.  */
3995       while (set)
3996         {
3997           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
3998             break;
3999           set = next_set (regno, set);
4000         }
4001
4002       /* If no available set was found we've reached the end of the
4003          (possibly empty) copy chain.  */
4004       if (set == 0)
4005         break;
4006
4007       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4008         abort ();
4009
4010       src = SET_SRC (set->expr);
4011
4012       /* We know the set is available.
4013          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
4014          have changed since the start of the block).
4015
4016          If the source operand changed, we may still use it for the next
4017          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
4018
4019       if (CONSTANT_P (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
4020         set1 = set;
4021
4022       /* If the source of the set is anything except a register, then
4023          we have reached the end of the copy chain.  */
4024       if (GET_CODE (src) != REG)
4025         break;
4026
4027       /* Follow the copy chain, ie start another iteration of the loop
4028          and see if we have an available copy into SRC.  */
4029       regno = REGNO (src);
4030     }
4031
4032   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
4033      INSN.  */
4034   return set1;
4035 }
4036
4037 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
4038    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
4039    it is the instruction that immediately preceeds JUMP, and must be a
4040    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
4041    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
4042    if a change was made.  */
4043
4044 static int
4045 cprop_jump (bb, setcc, jump, from, src)
4046      basic_block bb;
4047      rtx setcc;
4048      rtx jump;
4049      rtx from;
4050      rtx src;
4051 {
4052   rtx new, new_set;
4053   rtx set = pc_set (jump);
4054
4055   /* First substitute in the INSN condition as the SET_SRC of the JUMP,
4056      then substitute that given values in this expanded JUMP.  */
4057   if (setcc != NULL
4058       && !modified_between_p (from, setcc, jump)
4059       && !modified_between_p (src, setcc, jump))
4060     {
4061       rtx setcc_set = single_set (setcc);
4062       new_set = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set),
4063                                       SET_DEST (setcc_set),
4064                                       SET_SRC (setcc_set));
4065     }
4066   else
4067     new_set = set;
4068
4069   new = simplify_replace_rtx (new_set, from, src);
4070
4071   /* If no simplification can be made, then try the next
4072      register.  */
4073   if (rtx_equal_p (new, new_set) || rtx_equal_p (new, SET_SRC (set)))
4074     return 0;
4075
4076   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
4077   if (new == pc_rtx)
4078     delete_insn (jump);
4079   else
4080     {
4081       /* Ensure the value computed inside the jump insn to be equivalent
4082          to one computed by setcc.  */
4083       if (setcc 
4084           && modified_in_p (new, setcc))
4085         return 0;
4086       if (! validate_change (jump, &SET_SRC (set), new, 0))
4087         return 0;
4088
4089       /* If this has turned into an unconditional jump,
4090          then put a barrier after it so that the unreachable
4091          code will be deleted.  */
4092       if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
4093         emit_barrier_after (jump);
4094      }
4095
4096 #ifdef HAVE_cc0
4097   /* Delete the cc0 setter.  */
4098   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
4099     delete_insn (setcc);
4100 #endif
4101
4102   run_jump_opt_after_gcse = 1;
4103
4104   const_prop_count++;
4105   if (gcse_file != NULL)
4106     {
4107       fprintf (gcse_file,
4108                "CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
4109                REGNO (from), INSN_UID (jump));
4110       print_rtl (gcse_file, src);
4111       fprintf (gcse_file, "\n");
4112     }
4113   purge_dead_edges (bb);
4114
4115   return 1;
4116 }
4117
4118 static bool
4119 constprop_register (insn, from, to, alter_jumps)
4120      rtx insn;
4121      rtx from;
4122      rtx to;
4123      int alter_jumps;
4124 {
4125   rtx sset;
4126
4127   /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
4128      conditional branch instructions first.  */
4129   if (alter_jumps
4130       && (sset = single_set (insn)) != NULL
4131       && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn)) && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
4132     {
4133       rtx dest = SET_DEST (sset);
4134       if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4135           && cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), insn, NEXT_INSN (insn), from, to))
4136         return 1;
4137     }
4138
4139   /* Handle normal insns next.  */
4140   if (GET_CODE (insn) == INSN
4141       && try_replace_reg (from, to, insn))
4142     return 1;
4143
4144   /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
4145      We're pretty specific about what we will handle in this
4146      code, we can extend this as necessary over time.
4147
4148      Right now the insn in question must look like
4149      (set (pc) (if_then_else ...))  */
4150   else if (alter_jumps && any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4151     return cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), NULL, insn, from, to);
4152   return 0;
4153 }
4154
4155 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
4156    The result is nonzero if a change was made.  */
4157
4158 static int
4159 cprop_insn (insn, alter_jumps)
4160      rtx insn;
4161      int alter_jumps;
4162 {
4163   struct reg_use *reg_used;
4164   int changed = 0;
4165   rtx note;
4166
4167   if (!INSN_P (insn))
4168     return 0;
4169
4170   reg_use_count = 0;
4171   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4172
4173   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4174
4175   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
4176   if (note)
4177     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4178
4179   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4180        reg_used++, reg_use_count--)
4181     {
4182       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4183       rtx pat, src;
4184       struct expr *set;
4185
4186       /* Ignore registers created by GCSE.
4187          We do this because ...  */
4188       if (regno >= max_gcse_regno)
4189         continue;
4190
4191       /* If the register has already been set in this block, there's
4192          nothing we can do.  */
4193       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
4194         continue;
4195
4196       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
4197          at the start of the block.  */
4198       set = find_avail_set (regno, insn);
4199       if (! set)
4200         continue;
4201
4202       pat = set->expr;
4203       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
4204       if (GET_CODE (pat) != SET)
4205         abort ();
4206
4207       src = SET_SRC (pat);
4208
4209       /* Constant propagation.  */
4210       if (CONSTANT_P (src))
4211         {
4212           if (constprop_register (insn, reg_used->reg_rtx, src, alter_jumps))
4213             {
4214               changed = 1;
4215               const_prop_count++;
4216               if (gcse_file != NULL)
4217                 {
4218                   fprintf (gcse_file, "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ", regno);
4219                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ", INSN_UID (insn));
4220                   print_rtl (gcse_file, src);
4221                   fprintf (gcse_file, "\n");
4222                 }
4223             }
4224         }
4225       else if (GET_CODE (src) == REG
4226                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4227                && REGNO (src) != regno)
4228         {
4229           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4230             {
4231               changed = 1;
4232               copy_prop_count++;
4233               if (gcse_file != NULL)
4234                 {
4235                   fprintf (gcse_file, "GLOBAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4236                            regno, INSN_UID (insn));
4237                   fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
4238                 }
4239
4240               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4241                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4242               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
4243                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
4244                  and made things worse.  */
4245             }
4246         }
4247     }
4248
4249   return changed;
4250 }
4251
4252 /* LIBCALL_SP is a zero-terminated array of insns at the end of a libcall;
4253    their REG_EQUAL notes need updating.  */
4254
4255 static bool
4256 do_local_cprop (x, insn, alter_jumps, libcall_sp)
4257      rtx x;
4258      rtx insn;
4259      int alter_jumps;
4260      rtx *libcall_sp;
4261 {
4262   rtx newreg = NULL, newcnst = NULL;
4263
4264   /* Rule out USE instructions and ASM statements as we don't want to
4265      change the hard registers mentioned.  */
4266   if (GET_CODE (x) == REG
4267       && (REGNO (x) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4268           || (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
4269               && asm_noperands (PATTERN (insn)) < 0)))
4270     {
4271       cselib_val *val = cselib_lookup (x, GET_MODE (x), 0);
4272       struct elt_loc_list *l;
4273
4274       if (!val)
4275         return false;
4276       for (l = val->locs; l; l = l->next)
4277         {
4278           rtx this_rtx = l->loc;
4279           rtx note;
4280
4281           if (CONSTANT_P (this_rtx))
4282             newcnst = this_rtx;
4283           if (REG_P (this_rtx) && REGNO (this_rtx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4284               /* Don't copy propagate if it has attached REG_EQUIV note.
4285                  At this point this only function parameters should have
4286                  REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
4287                  explicitly, it means address of parameter has been taken,
4288                  so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
4289               && (!(note = find_reg_note (l->setting_insn, REG_EQUIV, NULL_RTX))
4290                   || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
4291             newreg = this_rtx;
4292         }
4293       if (newcnst && constprop_register (insn, x, newcnst, alter_jumps))
4294         {
4295           /* If we find a case where we can't fix the retval REG_EQUAL notes
4296              match the new register, we either have to abandom this replacement
4297              or fix delete_trivially_dead_insns to preserve the setting insn,
4298              or make it delete the REG_EUAQL note, and fix up all passes that
4299              require the REG_EQUAL note there.  */
4300           if (!adjust_libcall_notes (x, newcnst, insn, libcall_sp))
4301             abort ();
4302           if (gcse_file != NULL)
4303             {
4304               fprintf (gcse_file, "LOCAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
4305                        REGNO (x));
4306               fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4307                        INSN_UID (insn));
4308               print_rtl (gcse_file, newcnst);
4309               fprintf (gcse_file, "\n");
4310             }
4311           const_prop_count++;
4312           return true;
4313         }
4314       else if (newreg && newreg != x && try_replace_reg (x, newreg, insn))
4315         {
4316           adjust_libcall_notes (x, newreg, insn, libcall_sp);
4317           if (gcse_file != NULL)
4318             {
4319               fprintf (gcse_file,
4320                        "LOCAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4321                        REGNO (x), INSN_UID (insn));
4322               fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (newreg));
4323             }
4324           copy_prop_count++;
4325           return true;
4326         }
4327     }
4328   return false;
4329 }
4330
4331 /* LIBCALL_SP is a zero-terminated array of insns at the end of a libcall;
4332    their REG_EQUAL notes need updating to reflect that OLDREG has been
4333    replaced with NEWVAL in INSN.  Return true if all substitutions could
4334    be made.  */
4335 static bool
4336 adjust_libcall_notes (oldreg, newval, insn, libcall_sp)
4337      rtx oldreg, newval, insn, *libcall_sp;
4338 {
4339   rtx end;
4340
4341   while ((end = *libcall_sp++))
4342     {
4343       rtx note = find_reg_equal_equiv_note (end);
4344
4345       if (! note)
4346         continue;
4347
4348       if (REG_P (newval))
4349         {
4350           if (reg_set_between_p (newval, PREV_INSN (insn), end))
4351             {
4352               do
4353                 {
4354                   note = find_reg_equal_equiv_note (end);
4355                   if (! note)
4356                     continue;
4357                   if (reg_mentioned_p (newval, XEXP (note, 0)))
4358                     return false;
4359                 }
4360               while ((end = *libcall_sp++));
4361               return true;
4362             }
4363         }
4364       XEXP (note, 0) = replace_rtx (XEXP (note, 0), oldreg, newval);
4365       insn = end;
4366     }
4367   return true;
4368 }
4369
4370 #define MAX_NESTED_LIBCALLS 9
4371
4372 static void
4373 local_cprop_pass (alter_jumps)
4374      int alter_jumps;
4375 {
4376   rtx insn;
4377   struct reg_use *reg_used;
4378   rtx libcall_stack[MAX_NESTED_LIBCALLS + 1], *libcall_sp;
4379
4380   cselib_init ();
4381   libcall_sp = &libcall_stack[MAX_NESTED_LIBCALLS];
4382   *libcall_sp = 0;
4383   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
4384     {
4385       if (INSN_P (insn))
4386         {
4387           rtx note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
4388
4389           if (note)
4390             {
4391               if (libcall_sp == libcall_stack)
4392                 abort ();
4393               *--libcall_sp = XEXP (note, 0);
4394             }
4395           note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
4396           if (note)
4397             libcall_sp++;
4398           note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4399           do
4400             {
4401               reg_use_count = 0;
4402               note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4403               if (note)
4404                 find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4405
4406               for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4407                    reg_used++, reg_use_count--)
4408                 if (do_local_cprop (reg_used->reg_rtx, insn, alter_jumps,
4409                     libcall_sp))
4410                   break;
4411             }
4412           while (reg_use_count);
4413         }
4414       cselib_process_insn (insn);
4415     }
4416   cselib_finish ();
4417 }
4418
4419 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
4420    nonzero if a change was made.  */
4421
4422 static int
4423 cprop (alter_jumps)
4424      int alter_jumps;
4425 {
4426   int changed;
4427   basic_block bb;
4428   rtx insn;
4429
4430   /* Note we start at block 1.  */
4431   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4432     {
4433       if (gcse_file != NULL)
4434         fprintf (gcse_file, "\n");
4435       return 0;
4436     }
4437
4438   changed = 0;
4439   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4440     {
4441       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
4442          start of the block].  */
4443       reset_opr_set_tables ();
4444
4445       for (insn = bb->head;
4446            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4447            insn = NEXT_INSN (insn))
4448         if (INSN_P (insn))
4449           {
4450             changed |= cprop_insn (insn, alter_jumps);
4451
4452             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
4453             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
4454                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
4455             if (GET_CODE (insn) != NOTE)
4456               mark_oprs_set (insn);
4457           }
4458     }
4459
4460   if (gcse_file != NULL)
4461     fprintf (gcse_file, "\n");
4462
4463   return changed;
4464 }
4465
4466 /* Perform one copy/constant propagation pass.
4467    F is the first insn in the function.
4468    PASS is the pass count.  */
4469
4470 static int
4471 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
4472      int pass;
4473      int alter_jumps;
4474 {
4475   int changed = 0;
4476
4477   const_prop_count = 0;
4478   copy_prop_count = 0;
4479
4480   local_cprop_pass (alter_jumps);
4481
4482   alloc_hash_table (max_cuid, &set_hash_table, 1);
4483   compute_hash_table (&set_hash_table);
4484   if (gcse_file)
4485     dump_hash_table (gcse_file, "SET", &set_hash_table);
4486   if (set_hash_table.n_elems > 0)
4487     {
4488       alloc_cprop_mem (last_basic_block, set_hash_table.n_elems);
4489       compute_cprop_data ();
4490       changed = cprop (alter_jumps);
4491       if (alter_jumps)
4492         changed |= bypass_conditional_jumps ();
4493       free_cprop_mem ();
4494     }
4495
4496   free_hash_table (&set_hash_table);
4497
4498   if (gcse_file)
4499     {
4500       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4501                current_function_name, pass, bytes_used);
4502       fprintf (gcse_file, "%d const props, %d copy props\n\n",
4503                const_prop_count, copy_prop_count);
4504     }
4505
4506   return changed;
4507 }
4508 \f
4509 /* Bypass conditional jumps.  */
4510
4511 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
4512    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
4513    find_avail_set.  */
4514
4515 static struct expr *
4516 find_bypass_set (regno, bb)
4517      int regno;
4518      int bb;
4519 {
4520   struct expr *result = 0;
4521
4522   for (;;)
4523     {
4524       rtx src;
4525       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX, &set_hash_table);
4526
4527       while (set)
4528         {
4529           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
4530             break;
4531           set = next_set (regno, set);
4532         }
4533
4534       if (set == 0)
4535         break;
4536
4537       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4538         abort ();
4539
4540       src = SET_SRC (set->expr);
4541       if (CONSTANT_P (src))
4542         result = set;
4543
4544       if (GET_CODE (src) != REG)
4545         break;
4546
4547       regno = REGNO (src);
4548     }
4549   return result;
4550 }
4551
4552
4553 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
4554    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
4555    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
4556    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
4557    Returns nonzero if a change was made.  */
4558
4559 static int
4560 bypass_block (bb, setcc, jump)
4561      basic_block bb;
4562      rtx setcc, jump;
4563 {
4564   rtx insn, note;
4565   edge e, enext;
4566   int i, change;
4567
4568   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
4569
4570   /* Determine set of register uses in INSN.  */
4571   reg_use_count = 0;
4572   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4573   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4574   if (note)
4575     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4576
4577   change = 0;
4578   for (e = bb->pred; e; e = enext)
4579     {
4580       enext = e->pred_next;
4581       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
4582         {
4583           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
4584           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4585           basic_block dest, old_dest;
4586           struct expr *set;
4587           rtx src, new;
4588
4589           if (regno >= max_gcse_regno)
4590             continue;
4591
4592           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
4593
4594           if (! set)
4595             continue;
4596
4597           src = SET_SRC (pc_set (jump));
4598
4599           if (setcc != NULL)
4600               src = simplify_replace_rtx (src,
4601                                           SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4602                                           SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4603
4604           new = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
4605                                       SET_SRC (set->expr));
4606
4607           if (new == pc_rtx)
4608             dest = FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
4609           else if (GET_CODE (new) == LABEL_REF)
4610             dest = BRANCH_EDGE (bb)->dest;
4611           else
4612             dest = NULL;
4613
4614           /* Once basic block indices are stable, we should be able
4615              to use redirect_edge_and_branch_force instead.  */
4616           old_dest = e->dest;
4617           if (dest != NULL && dest != old_dest
4618               && redirect_edge_and_branch (e, dest))
4619             {
4620               /* Copy the register setter to the redirected edge.
4621                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
4622               if (setcc)
4623                 {
4624                   rtx pat = PATTERN (setcc);
4625                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
4626                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
4627                 }
4628
4629               if (gcse_file != NULL)
4630                 {
4631                   fprintf (gcse_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d in jump_insn %d equals constant ",
4632                            regno, INSN_UID (jump));
4633                   print_rtl (gcse_file, SET_SRC (set->expr));
4634                   fprintf (gcse_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
4635                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
4636                 }
4637               change = 1;
4638               break;
4639             }
4640         }
4641     }
4642   return change;
4643 }
4644
4645 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
4646    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
4647    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
4648    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.  */
4649
4650 static int
4651 bypass_conditional_jumps ()
4652 {
4653   basic_block bb;
4654   int changed;
4655   rtx setcc;
4656   rtx insn;
4657   rtx dest;
4658
4659   /* Note we start at block 1.  */
4660   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4661     return 0;
4662
4663   changed = 0;
4664   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
4665                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4666     {
4667       /* Check for more than one predecessor.  */
4668       if (bb->pred && bb->pred->pred_next)
4669         {
4670           setcc = NULL_RTX;
4671           for (insn = bb->head;
4672                insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4673                insn = NEXT_INSN (insn))
4674             if (GET_CODE (insn) == INSN)
4675               {
4676                 if (setcc)
4677                   break;
4678                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
4679                   break;
4680
4681                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4682                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4683                   setcc = insn;
4684                 else
4685                   break;
4686               }
4687             else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4688               {
4689                 if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4690                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
4691                 break;
4692               }
4693             else if (INSN_P (insn))
4694               break;
4695         }
4696     }
4697
4698   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
4699      copy on the redirected edge.  These need to be commited.  */
4700   if (changed)
4701     commit_edge_insertions();
4702
4703   return changed;
4704 }
4705 \f
4706 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
4707
4708 /* Local properties of expressions.  */
4709 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
4710 static sbitmap *transp;
4711
4712 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
4713    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
4714    created by a calls.  */
4715 static sbitmap *transpout;
4716
4717 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
4718 static sbitmap *comp;
4719
4720 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
4721 static sbitmap *antloc;
4722
4723 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
4724    point.  */
4725 static sbitmap *pre_optimal;
4726
4727 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
4728 static sbitmap *pre_redundant;
4729
4730 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
4731 static sbitmap *pre_insert_map;
4732
4733 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
4734 static sbitmap *pre_delete_map;
4735
4736 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
4737 static struct edge_list *edge_list;
4738
4739 /* Redundant insns.  */
4740 static sbitmap pre_redundant_insns;
4741
4742 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
4743
4744 static void
4745 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
4746      int n_blocks, n_exprs;
4747 {
4748   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4749   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4750   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4751
4752   pre_optimal = NULL;
4753   pre_redundant = NULL;
4754   pre_insert_map = NULL;
4755   pre_delete_map = NULL;
4756   ae_in = NULL;
4757   ae_out = NULL;
4758   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4759
4760   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
4761 }
4762
4763 /* Free vars used for PRE analysis.  */
4764
4765 static void
4766 free_pre_mem ()
4767 {
4768   sbitmap_vector_free (transp);
4769   sbitmap_vector_free (comp);
4770
4771   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
4772
4773   if (pre_optimal)
4774     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
4775   if (pre_redundant)
4776     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
4777   if (pre_insert_map)
4778     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
4779   if (pre_delete_map)
4780     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
4781   if (ae_in)
4782     sbitmap_vector_free (ae_in);
4783   if (ae_out)
4784     sbitmap_vector_free (ae_out);
4785
4786   transp = comp = NULL;
4787   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
4788   ae_in = ae_out = NULL;
4789 }
4790
4791 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4792
4793 static void
4794 compute_pre_data ()
4795 {
4796   sbitmap trapping_expr;
4797   basic_block bb;
4798   unsigned int ui;
4799
4800   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
4801   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
4802
4803   /* Collect expressions which might trap.  */
4804   trapping_expr = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
4805   sbitmap_zero (trapping_expr);
4806   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
4807     {
4808       struct expr *e;
4809       for (e = expr_hash_table.table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
4810         if (may_trap_p (e->expr))
4811           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
4812     }
4813
4814   /* Compute ae_kill for each basic block using:
4815
4816      ~(TRANSP | COMP)
4817
4818      This is significantly faster than compute_ae_kill.  */
4819
4820   FOR_EACH_BB (bb)
4821     {
4822       edge e;
4823
4824       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
4825          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
4826          place the instruction on the edge.  So make them neither
4827          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
4828       for (e = bb->pred; e ; e = e->pred_next)
4829         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
4830           {
4831             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
4832             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
4833             break;
4834           }
4835
4836       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
4837       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
4838     }
4839
4840   edge_list = pre_edge_lcm (gcse_file, expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
4841                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
4842   sbitmap_vector_free (antloc);
4843   antloc = NULL;
4844   sbitmap_vector_free (ae_kill);
4845   ae_kill = NULL;
4846   sbitmap_free (trapping_expr);
4847 }
4848 \f
4849 /* PRE utilities */
4850
4851 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4852    block BB.
4853
4854    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4855    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4856
4857    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4858    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4859    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4860    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4861    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4862    the closest such expression.  */
4863
4864 static int
4865 pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited)
4866      basic_block occr_bb;
4867      struct expr *expr;
4868      basic_block bb;
4869      char *visited;
4870 {
4871   edge pred;
4872
4873   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
4874     {
4875       basic_block pred_bb = pred->src;
4876
4877       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
4878           /* Has predecessor has already been visited?  */
4879           || visited[pred_bb->index])
4880         ;/* Nothing to do.  */
4881
4882       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4883       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4884         {
4885           /* Is this the occurrence we're looking for?
4886              Note that there's only one generating occurrence per block
4887              so we just need to check the block number.  */
4888           if (occr_bb == pred_bb)
4889             return 1;
4890
4891           visited[pred_bb->index] = 1;
4892         }
4893       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4894       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4895         visited[pred_bb->index] = 1;
4896
4897       /* Neither gen nor kill.  */
4898       else
4899         {
4900           visited[pred_bb->index] = 1;
4901           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
4902             return 1;
4903         }
4904     }
4905
4906   /* All paths have been checked.  */
4907   return 0;
4908 }
4909
4910 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
4911    memory allocated for that function is returned.  */
4912
4913 static int
4914 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb)
4915      basic_block occr_bb;
4916      struct expr *expr;
4917      basic_block bb;
4918 {
4919   int rval;
4920   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
4921
4922   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
4923
4924   free (visited);
4925   return rval;
4926 }
4927 \f
4928
4929 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
4930    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
4931    the value of BB.  */
4932
4933 static rtx
4934 process_insert_insn (expr)
4935      struct expr *expr;
4936 {
4937   rtx reg = expr->reaching_reg;
4938   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
4939   rtx pat;
4940
4941   start_sequence ();
4942
4943   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
4944      just copy it to a register.  */
4945   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
4946     emit_move_insn (reg, exp);
4947
4948   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
4949      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
4950      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
4951   else if (insn_invalid_p (emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp))))
4952     abort ();
4953
4954   pat = get_insns ();
4955   end_sequence ();
4956
4957   return pat;
4958 }
4959
4960 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4961
4962    This is used by both the PRE and code hoisting.
4963
4964    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4965    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4966    no sense for code hoisting.  */
4967
4968 static void
4969 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4970      struct expr *expr;
4971      basic_block bb;
4972      int pre;
4973 {
4974   rtx insn = bb->end;
4975   rtx new_insn;
4976   rtx reg = expr->reaching_reg;
4977   int regno = REGNO (reg);
4978   rtx pat, pat_end;
4979
4980   pat = process_insert_insn (expr);
4981   if (pat == NULL_RTX || ! INSN_P (pat))
4982     abort ();
4983
4984   pat_end = pat;
4985   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
4986     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
4987
4988   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4989      handle cc0, etc. properly].  Similary we need to care trapping
4990      instructions in presence of non-call exceptions.  */
4991
4992   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4993       || (GET_CODE (insn) == INSN
4994           && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL))))
4995     {
4996 #ifdef HAVE_cc0
4997       rtx note;
4998 #endif
4999       /* It should always be the case that we can put these instructions
5000          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
5001          Check this.  */
5002       if (GET_CODE (insn) == INSN && pre
5003           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
5004           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
5005         abort ();
5006
5007       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
5008          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
5009          the new instruction just before the tablejump.  */
5010       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
5011           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
5012         insn = prev_real_insn (insn);
5013
5014 #ifdef HAVE_cc0
5015       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
5016          if cc0 isn't set.  */
5017       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
5018       if (note)
5019         insn = XEXP (note, 0);
5020       else
5021         {
5022           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
5023           if (maybe_cc0_setter
5024               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
5025               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
5026             insn = maybe_cc0_setter;
5027         }
5028 #endif
5029       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
5030       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
5031     }
5032
5033   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
5034      of exception handling.  */
5035   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
5036            && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL)))
5037     {
5038       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
5039          we search backward and place the instructions before the first
5040          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
5041          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.
5042
5043          It should always be the case that we can put these instructions
5044          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
5045          Check this.  */
5046
5047       if (pre
5048           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
5049           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
5050         abort ();
5051
5052       /* Since different machines initialize their parameter registers
5053          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
5054          parameter registers.  */
5055       insn = find_first_parameter_load (insn, bb->head);
5056
5057       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
5058          before the first parameter load.
5059
5060          If we did not find all the parameter loads, then we might have
5061          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
5062          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
5063          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
5064          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
5065       while (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL
5066              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
5067         insn = NEXT_INSN (insn);
5068
5069       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
5070     }
5071   else
5072     new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
5073
5074   while (1)
5075     {
5076       if (INSN_P (pat))
5077         {
5078           add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
5079           note_stores (PATTERN (pat), record_set_info, pat);
5080         }
5081       if (pat == pat_end)
5082         break;
5083       pat = NEXT_INSN (pat);
5084     }
5085
5086   gcse_create_count++;
5087
5088   if (gcse_file)
5089     {
5090       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
5091                bb->index, INSN_UID (new_insn));
5092       fprintf (gcse_file, "copying expression %d to reg %d\n",
5093                expr->bitmap_index, regno);
5094     }
5095 }
5096
5097 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
5098    the expressions fully redundant.  */
5099
5100 static int
5101 pre_edge_insert (edge_list, index_map)
5102      struct edge_list *edge_list;
5103      struct expr **index_map;
5104 {
5105   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
5106   sbitmap *inserted;
5107
5108   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
5109      if it reaches any of the deleted expressions.  */
5110
5111   set_size = pre_insert_map[0]->size;
5112   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
5113   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
5114   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
5115
5116   for (e = 0; e < num_edges; e++)
5117     {
5118       int indx;
5119       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
5120
5121       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
5122         {
5123           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
5124
5125           for (j = indx; insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems; j++, insert >>= 1)
5126             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
5127               {
5128                 struct expr *expr = index_map[j];
5129                 struct occr *occr;
5130
5131                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
5132                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5133                   {
5134                     if (! occr->deleted_p)
5135                       continue;
5136
5137                     /* Insert this expression on this edge if if it would
5138                        reach the deleted occurrence in BB.  */
5139                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
5140                       {
5141                         rtx insn;
5142                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
5143
5144                         /* We can't insert anything on an abnormal and
5145                            critical edge, so we insert the insn at the end of
5146                            the previous block. There are several alternatives
5147                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
5148                            handling this situation.  This one is easiest for
5149                            now.  */
5150
5151                         if ((eg->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
5152                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 0);
5153                         else
5154                           {
5155                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
5156                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
5157                           }
5158
5159                         if (gcse_file)
5160                           {
5161                             fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
5162                                      bb->index,
5163                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
5164                             fprintf (gcse_file, "copy expression %d\n",
5165                                      expr->bitmap_index);
5166                           }
5167
5168                         update_ld_motion_stores (expr);
5169                         SET_BIT (inserted[e], j);
5170                         did_insert = 1;
5171                         gcse_create_count++;
5172                       }
5173                   }
5174               }
5175         }
5176     }
5177
5178   sbitmap_vector_free (inserted);
5179   return did_insert;
5180 }
5181
5182 /* Copy the result of INSN to REG.  INDX is the expression number.  */
5183
5184 static void
5185 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
5186      struct expr *expr;
5187      rtx insn;
5188 {
5189   rtx reg = expr->reaching_reg;
5190   int regno = REGNO (reg);
5191   int indx = expr->bitmap_index;
5192   rtx set = single_set (insn);
5193   rtx new_insn;
5194
5195   if (!set)
5196     abort ();
5197
5198   new_insn = emit_insn_after (gen_move_insn (reg, SET_DEST (set)), insn);
5199
5200   /* Keep register set table up to date.  */
5201   record_one_set (regno, new_insn);
5202
5203   gcse_create_count++;
5204
5205   if (gcse_file)
5206     fprintf (gcse_file,
5207              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
5208               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
5209               INSN_UID (insn), regno);
5210   update_ld_motion_stores (expr);
5211 }
5212
5213 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
5214    to `reaching_reg'.  */
5215
5216 static void
5217 pre_insert_copies ()
5218 {
5219   unsigned int i;
5220   struct expr *expr;
5221   struct occr *occr;
5222   struct occr *avail;
5223
5224   /* For each available expression in the table, copy the result to
5225      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
5226
5227      ??? The current algorithm is rather brute force.
5228      Need to do some profiling.  */
5229
5230   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
5231     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5232       {
5233         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
5234            we don't want to insert a copy here because the expression may not
5235            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
5236            deleted.  This test also avoids further processing if the
5237            expression wasn't deleted anywhere.  */
5238         if (expr->reaching_reg == NULL)
5239           continue;
5240
5241         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5242           {
5243             if (! occr->deleted_p)
5244               continue;
5245
5246             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
5247               {
5248                 rtx insn = avail->insn;
5249
5250                 /* No need to handle this one if handled already.  */
5251                 if (avail->copied_p)
5252                   continue;
5253
5254                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
5255                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
5256                   continue;
5257
5258                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
5259                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
5260                                                expr,
5261                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
5262                   continue;
5263
5264                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
5265                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
5266                 avail->copied_p = 1;
5267               }
5268           }
5269       }
5270 }
5271
5272 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
5273    in INSN.  */
5274 static rtx
5275 gcse_emit_move_after (src, dest, insn)
5276      rtx src, dest, insn;
5277 {
5278   rtx new;
5279   rtx set = single_set (insn), set2;
5280   rtx note;
5281   rtx eqv;
5282
5283   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
5284      we've verified to be valid.  */
5285
5286   new = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
5287
5288   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
5289   set2 = single_set (new);
5290   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
5291     return new;
5292   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
5293     eqv = XEXP (note, 0);
5294   else
5295     eqv = SET_SRC (set);
5296
5297   set_unique_reg_note (new, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
5298
5299   return new;
5300 }
5301
5302 /* Delete redundant computations.
5303    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
5304    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
5305    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
5306
5307    Returns nonzero if a change is made.  */
5308
5309 static int
5310 pre_delete ()
5311 {
5312   unsigned int i;
5313   int changed;
5314   struct expr *expr;
5315   struct occr *occr;
5316
5317   changed = 0;
5318   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
5319     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5320       {
5321         int indx = expr->bitmap_index;
5322
5323         /* We only need to search antic_occr since we require
5324            ANTLOC != 0.  */
5325
5326         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5327           {
5328             rtx insn = occr->insn;
5329             rtx set;
5330             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
5331
5332             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx))
5333               {
5334                 set = single_set (insn);
5335                 if (! set)
5336                   abort ();
5337
5338                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
5339                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
5340                    the mode of the original destination pseudo.  */
5341                 if (expr->reaching_reg == NULL)
5342                   expr->reaching_reg
5343                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
5344
5345                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
5346                 delete_insn (insn);
5347                 occr->deleted_p = 1;
5348                 SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
5349                 changed = 1;
5350                 gcse_subst_count++;
5351
5352                 if (gcse_file)
5353                   {
5354                     fprintf (gcse_file,
5355                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
5356                                INSN_UID (insn), indx);
5357                     fprintf (gcse_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
5358                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
5359                   }
5360               }
5361           }
5362       }
5363
5364   return changed;
5365 }
5366
5367 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
5368    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
5369    has been done.
5370
5371    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
5372    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
5373    Compiler Design and Implementation.
5374
5375    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
5376    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
5377    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
5378    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
5379    through the block.
5380
5381    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
5382    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
5383    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
5384    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
5385    redundancies.  */
5386
5387 static int
5388 pre_gcse ()
5389 {
5390   unsigned int i;
5391   int did_insert, changed;
5392   struct expr **index_map;
5393   struct expr *expr;
5394
5395   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5396      hash table entry.  */
5397
5398   index_map = (struct expr **) xcalloc (expr_hash_table.n_elems, sizeof (struct expr *));
5399   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
5400     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5401       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5402
5403   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
5404   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
5405   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
5406
5407   /* Delete the redundant insns first so that
5408      - we know what register to use for the new insns and for the other
5409        ones with reaching expressions
5410      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
5411
5412   changed = pre_delete ();
5413
5414   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
5415
5416   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
5417      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
5418   pre_insert_copies ();
5419   if (did_insert)
5420     {
5421       commit_edge_insertions ();
5422       changed = 1;
5423     }
5424
5425   free (index_map);
5426   sbitmap_free (pre_redundant_insns);
5427   return changed;
5428 }
5429
5430 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
5431
5432    Return nonzero if a change was made.  */
5433
5434 static int
5435 one_pre_gcse_pass (pass)
5436      int pass;
5437 {
5438   int changed = 0;
5439
5440   gcse_subst_count = 0;
5441   gcse_create_count = 0;
5442
5443   alloc_hash_table (max_cuid, &expr_hash_table, 0);
5444   add_noreturn_fake_exit_edges ();
5445   if (flag_gcse_lm)
5446     compute_ld_motion_mems ();
5447
5448   compute_hash_table (&expr_hash_table);
5449   trim_ld_motion_mems ();
5450   if (gcse_file)
5451     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", &expr_hash_table);
5452
5453   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
5454     {
5455       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
5456       compute_pre_data ();
5457       changed |= pre_gcse ();
5458       free_edge_list (edge_list);
5459       free_pre_mem ();
5460     }
5461
5462   free_ldst_mems ();
5463   remove_fake_edges ();
5464   free_hash_table (&expr_hash_table);
5465
5466   if (gcse_file)
5467     {
5468       fprintf (gcse_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
5469                current_function_name, pass, bytes_used);
5470       fprintf (gcse_file, "%d substs, %d insns created\n",
5471                gcse_subst_count, gcse_create_count);
5472     }
5473
5474   return changed;
5475 }
5476 \f
5477 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
5478    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
5479    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
5480    because the following loop optimization pass requires them.  */
5481
5482 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
5483    could probably share code here.  */
5484
5485 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
5486    then we would not need to do this here, because jump would add the
5487    necessary REG_LABEL notes.  */
5488
5489 static void
5490 add_label_notes (x, insn)
5491      rtx x;
5492      rtx insn;
5493 {
5494   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5495   int i, j;
5496   const char *fmt;
5497
5498   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
5499     {
5500       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
5501          avoid flow generating (slighly) worse code.
5502
5503          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
5504          mark_jump_label for additional information).  */
5505
5506       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
5507                                             REG_NOTES (insn));
5508       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
5509         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
5510       return;
5511     }
5512
5513   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
5514     {
5515       if (fmt[i] == 'e')
5516         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
5517       else if (fmt[i] == 'E')
5518         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5519           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
5520     }
5521 }
5522
5523 /* Compute transparent outgoing information for each block.
5524
5525    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
5526    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
5527    when the edge is traversed through a call.  This happens with
5528    non-local labels and exceptions.
5529
5530    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
5531    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
5532    it should be possible with exception handling, since we still have
5533    control over which handler should be invoked.  But due to increased
5534    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
5535
5536 static void
5537 compute_transpout ()
5538 {
5539   basic_block bb;
5540   unsigned int i;
5541   struct expr *expr;
5542
5543   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
5544
5545   FOR_EACH_BB (bb)
5546     {
5547       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
5548          end in call instructions for reasons other than abnormal
5549          control flow.  */
5550       if (GET_CODE (bb->end) != CALL_INSN)
5551         continue;
5552
5553       for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
5554         for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
5555           if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
5556             {
5557               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
5558                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
5559                 continue;
5560
5561               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
5562                  analysis to determine if this mem is actually killed
5563                  by this call.  */
5564               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
5565             }
5566     }
5567 }
5568
5569 /* Removal of useless null pointer checks */
5570
5571 /* Called via note_stores.  X is set by SETTER.  If X is a register we must
5572    invalidate nonnull_local and set nonnull_killed.  DATA is really a
5573    `null_pointer_info *'.
5574
5575    We ignore hard registers.  */
5576
5577 static void
5578 invalidate_nonnull_info (x, setter, data)
5579      rtx x;
5580      rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED;
5581      void *data;
5582 {
5583   unsigned int regno;
5584   struct null_pointer_info *npi = (struct null_pointer_info *) data;
5585
5586   while (GET_CODE (x) == SUBREG)
5587     x = SUBREG_REG (x);
5588
5589   /* Ignore anything that is not a register or is a hard register.  */
5590   if (GET_CODE (x) != REG
5591       || REGNO (x) < npi->min_reg
5592       || REGNO (x) >= npi->max_reg)
5593     return;
5594
5595   regno = REGNO (x) - npi->min_reg;
5596
5597   RESET_BIT (npi->nonnull_local[npi->current_block->index], regno);
5598   SET_BIT (npi->nonnull_killed[npi->current_block->index], regno);
5599 }
5600
5601 /* Do null-pointer check elimination for the registers indicated in
5602    NPI.  NONNULL_AVIN and NONNULL_AVOUT are pre-allocated sbitmaps;
5603    they are not our responsibility to free.  */
5604
5605 static int
5606 delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5607                               nonnull_avout, npi)
5608      unsigned int *block_reg;
5609      sbitmap *nonnull_avin;
5610      sbitmap *nonnull_avout;
5611      struct null_pointer_info *npi;
5612 {
5613   basic_block bb, current_block;
5614   sbitmap *nonnull_local = npi->nonnull_local;
5615   sbitmap *nonnull_killed = npi->nonnull_killed;
5616   int something_changed = 0;
5617
5618   /* Compute local properties, nonnull and killed.  A register will have
5619      the nonnull property if at the end of the current block its value is
5620      known to be nonnull.  The killed property indicates that somewhere in
5621      the block any information we had about the register is killed.
5622
5623      Note that a register can have both properties in a single block.  That
5624      indicates that it's killed, then later in the block a new value is
5625      computed.  */
5626   sbitmap_vector_zero (nonnull_local, last_basic_block);
5627   sbitmap_vector_zero (nonnull_killed, last_basic_block);
5628
5629   FOR_EACH_BB (current_block)
5630     {
5631       rtx insn, stop_insn;
5632
5633       /* Set the current block for invalidate_nonnull_info.  */
5634       npi->current_block = current_block;
5635
5636       /* Scan each insn in the basic block looking for memory references and
5637          register sets.  */
5638       stop_insn = NEXT_INSN (current_block->end);
5639       for (insn = current_block->head;
5640            insn != stop_insn;
5641            insn = NEXT_INSN (insn))
5642         {
5643           rtx set;
5644           rtx reg;
5645
5646           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
5647           if (! INSN_P (insn))
5648             continue;
5649
5650           /* Basically ignore anything that is not a simple SET.  We do have
5651              to make sure to invalidate nonnull_local and set nonnull_killed
5652              for such insns though.  */
5653           set = single_set (insn);
5654           if (!set)
5655             {
5656               note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5657               continue;
5658             }
5659
5660           /* See if we've got a usable memory load.  We handle it first
5661              in case it uses its address register as a dest (which kills
5662              the nonnull property).  */
5663           if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
5664               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_SRC (set), 0))) == REG
5665               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5666               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5667             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5668                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5669
5670           /* Now invalidate stuff clobbered by this insn.  */
5671           note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5672
5673           /* And handle stores, we do these last since any sets in INSN can
5674              not kill the nonnull property if it is derived from a MEM
5675              appearing in a SET_DEST.  */
5676           if (GET_CODE (SET_DEST (set)) == MEM
5677               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_DEST (set), 0))) == REG
5678               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5679               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5680             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5681                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5682         }
5683     }
5684
5685   /* Now compute global properties based on the local properties.   This
5686      is a classic global availablity algorithm.  */
5687   compute_available (nonnull_local, nonnull_killed,
5688                      nonnull_avout, nonnull_avin);
5689
5690   /* Now look at each bb and see if it ends with a compare of a value
5691      against zero.  */
5692   FOR_EACH_BB (bb)
5693     {
5694       rtx last_insn = bb->end;
5695       rtx condition, earliest;
5696       int compare_and_branch;
5697
5698       /* Since MIN_REG is always at least FIRST_PSEUDO_REGISTER, and
5699          since BLOCK_REG[BB] is zero if this block did not end with a
5700          comparison against zero, this condition works.  */
5701       if (block_reg[bb->index] < npi->min_reg
5702           || block_reg[bb->index] >= npi->max_reg)
5703         continue;
5704
5705       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5706       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5707
5708       /* If we can't determine the condition then skip.  */
5709       if (! condition)
5710         continue;
5711
5712       /* Is the register known to have a nonzero value?  */
5713       if (!TEST_BIT (nonnull_avout[bb->index], block_reg[bb->index] - npi->min_reg))
5714         continue;
5715
5716       /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
5717          two instructions.  */
5718       if (earliest == last_insn)
5719         compare_and_branch = 1;
5720       else if (earliest == prev_nonnote_insn (last_insn))
5721         compare_and_branch = 2;
5722       else
5723         continue;
5724
5725       /* We know the register in this comparison is nonnull at exit from
5726          this block.  We can optimize this comparison.  */
5727       if (GET_CODE (condition) == NE)
5728         {
5729           rtx new_jump;
5730
5731           new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (JUMP_LABEL (last_insn)),
5732                                            last_insn);
5733           JUMP_LABEL (new_jump) = JUMP_LABEL (last_insn);
5734           LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (new_jump))++;
5735           emit_barrier_after (new_jump);
5736         }
5737
5738       something_changed = 1;
5739       delete_insn (last_insn);
5740       if (compare_and_branch == 2)
5741         delete_insn (earliest);
5742       purge_dead_edges (bb);
5743
5744       /* Don't check this block again.  (Note that BLOCK_END is
5745          invalid here; we deleted the last instruction in the
5746          block.)  */
5747       block_reg[bb->index] = 0;
5748     }
5749
5750   return something_changed;
5751 }
5752
5753 /* Find EQ/NE comparisons against zero which can be (indirectly) evaluated
5754    at compile time.
5755
5756    This is conceptually similar to global constant/copy propagation and
5757    classic global CSE (it even uses the same dataflow equations as cprop).
5758
5759    If a register is used as memory address with the form (mem (reg)), then we
5760    know that REG can not be zero at that point in the program.  Any instruction
5761    which sets REG "kills" this property.
5762
5763    So, if every path leading to a conditional branch has an available memory
5764    reference of that form, then we know the register can not have the value
5765    zero at the conditional branch.
5766
5767    So we merely need to compute the local properies and propagate that data
5768    around the cfg, then optimize where possible.
5769
5770    We run this pass two times.  Once before CSE, then again after CSE.  This
5771    has proven to be the most profitable approach.  It is rare for new
5772    optimization opportunities of this nature to appear after the first CSE
5773    pass.
5774
5775    This could probably be integrated with global cprop with a little work.  */
5776
5777 int
5778 delete_null_pointer_checks (f)
5779      rtx f ATTRIBUTE_UNUSED;
5780 {
5781   sbitmap *nonnull_avin, *nonnull_avout;
5782   unsigned int *block_reg;
5783   basic_block bb;
5784   int reg;
5785   int regs_per_pass;
5786   int max_reg;
5787   struct null_pointer_info npi;
5788   int something_changed = 0;
5789
5790   /* If we have only a single block, then there's nothing to do.  */
5791   if (n_basic_blocks <= 1)
5792     return 0;
5793
5794   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5795      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5796      particularly useful.
5797
5798      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
5799      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
5800      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
5801      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
5802   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
5803     return 0;
5804
5805   /* We need four bitmaps, each with a bit for each register in each
5806      basic block.  */
5807   max_reg = max_reg_num ();
5808   regs_per_pass = get_bitmap_width (4, last_basic_block, max_reg);
5809
5810   /* Allocate bitmaps to hold local and global properties.  */
5811   npi.nonnull_local = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5812   npi.nonnull_killed = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5813   nonnull_avin = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5814   nonnull_avout = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5815
5816   /* Go through the basic blocks, seeing whether or not each block
5817      ends with a conditional branch whose condition is a comparison
5818      against zero.  Record the register compared in BLOCK_REG.  */
5819   block_reg = (unsigned int *) xcalloc (last_basic_block, sizeof (int));
5820   FOR_EACH_BB (bb)
5821     {
5822       rtx last_insn = bb->end;
5823       rtx condition, earliest, reg;
5824
5825       /* We only want conditional branches.  */
5826       if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
5827           || !any_condjump_p (last_insn)
5828           || !onlyjump_p (last_insn))
5829         continue;
5830
5831       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5832       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5833
5834       /* If we were unable to get the condition, or it is not an equality
5835          comparison against zero then there's nothing we can do.  */
5836       if (!condition
5837           || (GET_CODE (condition) != NE && GET_CODE (condition) != EQ)
5838           || GET_CODE (XEXP (condition, 1)) != CONST_INT
5839           || (XEXP (condition, 1)
5840               != CONST0_RTX (GET_MODE (XEXP (condition, 0)))))
5841         continue;
5842
5843       /* We must be checking a register against zero.  */
5844       reg = XEXP (condition, 0);
5845       if (GET_CODE (reg) != REG)
5846         continue;
5847
5848       block_reg[bb->index] = REGNO (reg);
5849     }
5850
5851   /* Go through the algorithm for each block of registers.  */
5852   for (reg = FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg < max_reg; reg += regs_per_pass)
5853     {
5854       npi.min_reg = reg;
5855       npi.max_reg = MIN (reg + regs_per_pass, max_reg);
5856       something_changed |= delete_null_pointer_checks_1 (block_reg,
5857                                                          nonnull_avin,
5858                                                          nonnull_avout,
5859                                                          &npi);
5860     }
5861
5862   /* Free the table of registers compared at the end of every block.  */
5863   free (block_reg);
5864
5865   /* Free bitmaps.  */
5866   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_local);
5867   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_killed);
5868   sbitmap_vector_free (nonnull_avin);
5869   sbitmap_vector_free (nonnull_avout);
5870
5871   return something_changed;
5872 }
5873
5874 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
5875
5876 /* Very busy expressions.  */
5877 static sbitmap *hoist_vbein;
5878 static sbitmap *hoist_vbeout;
5879
5880 /* Hoistable expressions.  */
5881 static sbitmap *hoist_exprs;
5882
5883 /* Dominator bitmaps.  */
5884 dominance_info dominators;
5885
5886 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
5887    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
5888    more effective than the tail merging code in jump.c.
5889
5890    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
5891    code hoisting.  It would be nice.  */
5892
5893 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
5894
5895 static void
5896 alloc_code_hoist_mem (n_blocks, n_exprs)
5897      int n_blocks, n_exprs;
5898 {
5899   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5900   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5901   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5902
5903   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5904   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5905   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5906   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5907 }
5908
5909 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
5910
5911 static void
5912 free_code_hoist_mem ()
5913 {
5914   sbitmap_vector_free (antloc);
5915   sbitmap_vector_free (transp);
5916   sbitmap_vector_free (comp);
5917
5918   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
5919   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
5920   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
5921   sbitmap_vector_free (transpout);
5922
5923   free_dominance_info (dominators);
5924 }
5925
5926 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
5927
5928    An expression is very busy if all paths from a given point
5929    compute the expression.  */
5930
5931 static void
5932 compute_code_hoist_vbeinout ()
5933 {
5934   int changed, passes;
5935   basic_block bb;
5936
5937   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
5938   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
5939
5940   passes = 0;
5941   changed = 1;
5942
5943   while (changed)
5944     {
5945       changed = 0;
5946
5947       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
5948          the convergence.  */
5949       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
5950         {
5951           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index], antloc[bb->index],
5952                                               hoist_vbeout[bb->index], transp[bb->index]);
5953           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
5954             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index], hoist_vbein, bb->index);
5955         }
5956
5957       passes++;
5958     }
5959
5960   if (gcse_file)
5961     fprintf (gcse_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
5962 }
5963
5964 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
5965
5966 static void
5967 compute_code_hoist_data ()
5968 {
5969   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
5970   compute_transpout ();
5971   compute_code_hoist_vbeinout ();
5972   dominators = calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
5973   if (gcse_file)
5974     fprintf (gcse_file, "\n");
5975 }
5976
5977 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
5978    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
5979
5980    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
5981    to me that the expression must either be computed or transparent in
5982    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
5983    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
5984    the expression wasn't a loop invariant.
5985
5986    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
5987    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
5988    paths.  */
5989
5990 static int
5991 hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, bb, visited)
5992      basic_block expr_bb;
5993      int expr_index;
5994      basic_block bb;
5995      char *visited;
5996 {
5997   edge pred;
5998   int visited_allocated_locally = 0;
5999
6000
6001   if (visited == NULL)
6002     {
6003       visited_allocated_locally = 1;
6004       visited = xcalloc (last_basic_block, 1);
6005     }
6006
6007   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
6008     {
6009       basic_block pred_bb = pred->src;
6010
6011       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
6012         break;
6013       else if (pred_bb == expr_bb)
6014         continue;
6015       else if (visited[pred_bb->index])
6016         continue;
6017
6018       /* Does this predecessor generate this expression?  */
6019       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
6020         break;
6021       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
6022         break;
6023
6024       /* Not killed.  */
6025       else
6026         {
6027           visited[pred_bb->index] = 1;
6028           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
6029                                            pred_bb, visited))
6030             break;
6031         }
6032     }
6033   if (visited_allocated_locally)
6034     free (visited);
6035
6036   return (pred == NULL);
6037 }
6038 \f
6039 /* Actually perform code hoisting.  */
6040
6041 static void
6042 hoist_code ()
6043 {
6044   basic_block bb, dominated;
6045   basic_block *domby;
6046   unsigned int domby_len;
6047   unsigned int i,j;
6048   struct expr **index_map;
6049   struct expr *expr;
6050
6051   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
6052
6053   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
6054      hash table entry.  */
6055
6056   index_map = (struct expr **) xcalloc (expr_hash_table.n_elems, sizeof (struct expr *));
6057   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
6058     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
6059       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
6060
6061   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
6062      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
6063   FOR_EACH_BB (bb)
6064     {
6065       int found = 0;
6066       int insn_inserted_p;
6067
6068       domby_len = get_dominated_by (dominators, bb, &domby);
6069       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
6070          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
6071       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
6072         {
6073           int hoistable = 0;
6074
6075           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i)
6076               && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
6077             {
6078               /* We've found a potentially hoistable expression, now
6079                  we look at every block BB dominates to see if it
6080                  computes the expression.  */
6081               for (j = 0; j < domby_len; j++)
6082                 {
6083                   dominated = domby[j];
6084                   /* Ignore self dominance.  */
6085                   if (bb == dominated)
6086                     continue;
6087                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6088                      the busy expression and whether or not moving that
6089                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6090                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6091                     continue;
6092
6093                   /* Note if the expression would reach the dominated block
6094                      unimpared if it was placed at the end of BB.
6095
6096                      Keep track of how many times this expression is hoistable
6097                      from a dominated block into BB.  */
6098                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6099                     hoistable++;
6100                 }
6101
6102               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
6103                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
6104                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
6105                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
6106                  allocation.  One could increase this value to try harder
6107                  to avoid any possible code expansion due to register
6108                  allocation issues; however experiments have shown that
6109                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
6110                  from two successors, so raising this threshhold is likely
6111                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
6112               if (hoistable > 1)
6113                 {
6114                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
6115                   found = 1;
6116                 }
6117             }
6118         }
6119       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
6120       if (! found)
6121         {
6122           free (domby);
6123         continue;
6124         }
6125
6126       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
6127       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
6128         {
6129           /* We want to insert the expression into BB only once, so
6130              note when we've inserted it.  */
6131           insn_inserted_p = 0;
6132
6133           /* These tests should be the same as the tests above.  */
6134           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
6135             {
6136               /* We've found a potentially hoistable expression, now
6137                  we look at every block BB dominates to see if it
6138                  computes the expression.  */
6139               for (j = 0; j < domby_len; j++)
6140                 {
6141                   dominated = domby[j];
6142                   /* Ignore self dominance.  */
6143                   if (bb == dominated)
6144                     continue;
6145
6146                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6147                      the busy expression and whether or not moving that
6148                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6149                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6150                     continue;
6151
6152                   /* The expression is computed in the dominated block and
6153                      it would be safe to compute it at the start of the
6154                      dominated block.  Now we have to determine if the
6155                      expression would reach the dominated block if it was
6156                      placed at the end of BB.  */
6157                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6158                     {
6159                       struct expr *expr = index_map[i];
6160                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
6161                       rtx insn;
6162                       rtx set;
6163
6164                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
6165                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
6166                         occr = occr->next;
6167
6168                       /* Should never happen.  */
6169                       if (!occr)
6170                         abort ();
6171
6172                       insn = occr->insn;
6173
6174                       set = single_set (insn);
6175                       if (! set)
6176                         abort ();
6177
6178                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
6179                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
6180                          from the mode of the original destination pseudo.  */
6181                       if (expr->reaching_reg == NULL)
6182                         expr->reaching_reg
6183                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
6184
6185                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
6186                       delete_insn (insn);
6187                       occr->deleted_p = 1;
6188                       if (!insn_inserted_p)
6189                         {
6190                           insert_insn_end_bb (index_map[i], bb, 0);
6191                           insn_inserted_p = 1;
6192                         }
6193                     }
6194                 }
6195             }
6196         }
6197       free (domby);
6198     }
6199
6200   free (index_map);
6201 }
6202
6203 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
6204
6205    Return nonzero if a change was made.  */
6206
6207 static int
6208 one_code_hoisting_pass ()
6209 {
6210   int changed = 0;
6211
6212   alloc_hash_table (max_cuid, &expr_hash_table, 0);
6213   compute_hash_table (&expr_hash_table);
6214   if (gcse_file)
6215     dump_hash_table (gcse_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
6216
6217   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
6218     {
6219       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
6220       compute_code_hoist_data ();
6221       hoist_code ();
6222       free_code_hoist_mem ();
6223     }
6224
6225   free_hash_table (&expr_hash_table);
6226
6227   return changed;
6228 }
6229 \f
6230 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
6231     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
6232     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
6233
6234             int i;
6235             float a[10];
6236
6237             void foo(float scale)
6238             {
6239               for (i=0; i<10; i++)
6240                 a[i] *= scale;
6241             }
6242
6243     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
6244     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
6245     of the loop.
6246
6247       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
6248     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
6249     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
6250
6251       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
6252     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
6253     in the loop.  */
6254
6255 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
6256    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
6257
6258 static struct ls_expr *
6259 ldst_entry (x)
6260      rtx x;
6261 {
6262   struct ls_expr * ptr;
6263
6264   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6265     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x))
6266       break;
6267
6268   if (!ptr)
6269     {
6270       ptr = (struct ls_expr *) xmalloc (sizeof (struct ls_expr));
6271
6272       ptr->next         = pre_ldst_mems;
6273       ptr->expr         = NULL;
6274       ptr->pattern      = x;
6275       ptr->loads        = NULL_RTX;
6276       ptr->stores       = NULL_RTX;
6277       ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
6278       ptr->invalid      = 0;
6279       ptr->index        = 0;
6280       ptr->hash_index   = 0;
6281       pre_ldst_mems     = ptr;
6282     }
6283
6284   return ptr;
6285 }
6286
6287 /* Free up an individual ldst entry.  */
6288
6289 static void
6290 free_ldst_entry (ptr)
6291      struct ls_expr * ptr;
6292 {
6293   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
6294   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
6295
6296   free (ptr);
6297 }
6298
6299 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
6300
6301 static void
6302 free_ldst_mems ()
6303 {
6304   while (pre_ldst_mems)
6305     {
6306       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
6307
6308       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6309
6310       free_ldst_entry (tmp);
6311     }
6312
6313   pre_ldst_mems = NULL;
6314 }
6315
6316 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
6317
6318 static void
6319 print_ldst_list (file)
6320      FILE * file;
6321 {
6322   struct ls_expr * ptr;
6323
6324   fprintf (file, "LDST list: \n");
6325
6326   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6327     {
6328       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
6329
6330       print_rtl (file, ptr->pattern);
6331
6332       fprintf (file, "\n         Loads : ");
6333
6334       if (ptr->loads)
6335         print_rtl (file, ptr->loads);
6336       else
6337         fprintf (file, "(nil)");
6338
6339       fprintf (file, "\n        Stores : ");
6340
6341       if (ptr->stores)
6342         print_rtl (file, ptr->stores);
6343       else
6344         fprintf (file, "(nil)");
6345
6346       fprintf (file, "\n\n");
6347     }
6348
6349   fprintf (file, "\n");
6350 }
6351
6352 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
6353
6354 static struct ls_expr *
6355 find_rtx_in_ldst (x)
6356      rtx x;
6357 {
6358   struct ls_expr * ptr;
6359
6360   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6361     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x) && ! ptr->invalid)
6362       return ptr;
6363
6364   return NULL;
6365 }
6366
6367 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
6368
6369 static int
6370 enumerate_ldsts ()
6371 {
6372   struct ls_expr * ptr;
6373   int n = 0;
6374
6375   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6376     ptr->index = n++;
6377
6378   return n;
6379 }
6380
6381 /* Return first item in the list.  */
6382
6383 static inline struct ls_expr *
6384 first_ls_expr ()
6385 {
6386   return pre_ldst_mems;
6387 }
6388
6389 /* Return the next item in ther list after the specified one.  */
6390
6391 static inline struct ls_expr *
6392 next_ls_expr (ptr)
6393      struct ls_expr * ptr;
6394 {
6395   return ptr->next;
6396 }
6397 \f
6398 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
6399
6400 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
6401    side effects. These are the types of loads we consider for the
6402    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
6403
6404 static int
6405 simple_mem (x)
6406      rtx x;
6407 {
6408   if (GET_CODE (x) != MEM)
6409     return 0;
6410
6411   if (MEM_VOLATILE_P (x))
6412     return 0;
6413
6414   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
6415     return 0;
6416
6417   if (!rtx_varies_p (XEXP (x, 0), 0))
6418     return 1;
6419
6420   return 0;
6421 }
6422
6423 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
6424    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
6425    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
6426    loads since the aliasing code will allow all entries in the
6427    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
6428    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
6429    fix it up.  */
6430
6431 static void
6432 invalidate_any_buried_refs (x)
6433      rtx x;
6434 {
6435   const char * fmt;
6436   int i, j;
6437   struct ls_expr * ptr;
6438
6439   /* Invalidate it in the list.  */
6440   if (GET_CODE (x) == MEM && simple_mem (x))
6441     {
6442       ptr = ldst_entry (x);
6443       ptr->invalid = 1;
6444     }
6445
6446   /* Recursively process the insn.  */
6447   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6448
6449   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6450     {
6451       if (fmt[i] == 'e')
6452         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
6453       else if (fmt[i] == 'E')
6454         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6455           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
6456     }
6457 }
6458
6459 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES. Simple
6460    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no
6461    side effects and no registers in the expression. If there are any
6462    uses/defs which don't match this criteria, it is invalidated and
6463    trimmed out later.  */
6464
6465 static void
6466 compute_ld_motion_mems ()
6467 {
6468   struct ls_expr * ptr;
6469   basic_block bb;
6470   rtx insn;
6471
6472   pre_ldst_mems = NULL;
6473
6474   FOR_EACH_BB (bb)
6475     {
6476       for (insn = bb->head;
6477            insn && insn != NEXT_INSN (bb->end);
6478            insn = NEXT_INSN (insn))
6479         {
6480           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
6481             {
6482               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6483                 {
6484                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
6485                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
6486
6487                   /* Check for a simple LOAD...  */
6488                   if (GET_CODE (src) == MEM && simple_mem (src))
6489                     {
6490                       ptr = ldst_entry (src);
6491                       if (GET_CODE (dest) == REG)
6492                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
6493                       else
6494                         ptr->invalid = 1;
6495                     }
6496                   else
6497                     {
6498                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
6499                       invalidate_any_buried_refs (src);
6500                     }
6501
6502                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
6503                      will block any movement we might do later. We only care
6504                      about this exact pattern since those are the only
6505                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
6506                   if (GET_CODE (dest) == MEM && simple_mem (dest))
6507                     {
6508                       ptr = ldst_entry (dest);
6509
6510                       if (GET_CODE (src) != MEM
6511                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS)
6512                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6513                       else
6514                         ptr->invalid = 1;
6515                     }
6516                 }
6517               else
6518                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
6519             }
6520         }
6521     }
6522 }
6523
6524 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
6525    expression list for pre gcse.  */
6526
6527 static void
6528 trim_ld_motion_mems ()
6529 {
6530   struct ls_expr * last = NULL;
6531   struct ls_expr * ptr = first_ls_expr ();
6532
6533   while (ptr != NULL)
6534     {
6535       int del = ptr->invalid;
6536       struct expr * expr = NULL;
6537
6538       /* Delete if entry has been made invalid.  */
6539       if (!del)
6540         {
6541           unsigned int i;
6542
6543           del = 1;
6544           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
6545           for (i = 0; i < expr_hash_table.size && del; i++)
6546             {
6547               for (expr = expr_hash_table.table[i];
6548                    expr != NULL;
6549                    expr = expr->next_same_hash)
6550                 if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
6551                   {
6552                     del = 0;
6553                     break;
6554                   }
6555             }
6556         }
6557
6558       if (del)
6559         {
6560           if (last != NULL)
6561             {
6562               last->next = ptr->next;
6563               free_ldst_entry (ptr);
6564               ptr = last->next;
6565             }
6566           else
6567             {
6568               pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6569               free_ldst_entry (ptr);
6570               ptr = pre_ldst_mems;
6571             }
6572         }
6573       else
6574         {
6575           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
6576           last = ptr;
6577           ptr->expr = expr;
6578           ptr = ptr->next;
6579         }
6580     }
6581
6582   /* Show the world what we've found.  */
6583   if (gcse_file && pre_ldst_mems != NULL)
6584     print_ldst_list (gcse_file);
6585 }
6586
6587 /* This routine will take an expression which we are replacing with
6588    a reaching register, and update any stores that are needed if
6589    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
6590    copying their SRC to the reaching register, and then storeing
6591    the reaching register into the store location. These keeps the
6592    correct value in the reaching register for the loads.  */
6593
6594 static void
6595 update_ld_motion_stores (expr)
6596      struct expr * expr;
6597 {
6598   struct ls_expr * mem_ptr;
6599
6600   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
6601     {
6602       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
6603          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
6604          dead and should be eliminated later.  */
6605
6606       /* We replace  SET mem = expr   with
6607            SET reg = expr
6608            SET mem = reg , where reg is the
6609            reaching reg used in the load.  */
6610       rtx list = mem_ptr->stores;
6611
6612       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
6613         {
6614           rtx insn = XEXP (list, 0);
6615           rtx pat = PATTERN (insn);
6616           rtx src = SET_SRC (pat);
6617           rtx reg = expr->reaching_reg;
6618           rtx copy, new;
6619
6620           /* If we've already copied it, continue.  */
6621           if (expr->reaching_reg == src)
6622             continue;
6623
6624           if (gcse_file)
6625             {
6626               fprintf (gcse_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
6627               print_rtl (gcse_file, expr->reaching_reg);
6628               fprintf (gcse_file, ":\n  ");
6629               print_inline_rtx (gcse_file, insn, 8);
6630               fprintf (gcse_file, "\n");
6631             }
6632
6633           copy = gen_move_insn ( reg, SET_SRC (pat));
6634           new = emit_insn_before (copy, insn);
6635           record_one_set (REGNO (reg), new);
6636           SET_SRC (pat) = reg;
6637
6638           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
6639           INSN_CODE (insn) = -1;
6640           gcse_create_count++;
6641         }
6642     }
6643 }
6644 \f
6645 /* Store motion code.  */
6646
6647 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the
6648    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
6649 static sbitmap * regvec;
6650
6651 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
6652 static sbitmap * st_antloc;
6653
6654 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
6655 static int num_stores;
6656
6657 /* Checks to set if we need to mark a register set. Called from note_stores.  */
6658
6659 static void
6660 reg_set_info (dest, setter, data)
6661      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
6662      void * data ATTRIBUTE_UNUSED;
6663 {
6664   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
6665     dest = SUBREG_REG (dest);
6666
6667   if (GET_CODE (dest) == REG)
6668     SET_BIT (*regvec, REGNO (dest));
6669 }
6670
6671 /* Return nonzero if the register operands of expression X are killed
6672    anywhere in basic block BB.  */
6673
6674 static int
6675 store_ops_ok (x, bb)
6676      rtx x;
6677      basic_block bb;
6678 {
6679   int i;
6680   enum rtx_code code;
6681   const char * fmt;
6682
6683   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
6684  repeat:
6685
6686   if (x == 0)
6687     return 1;
6688
6689   code = GET_CODE (x);
6690   switch (code)
6691     {
6692     case REG:
6693         /* If a reg has changed after us in this
6694            block, the operand has been killed.  */
6695         return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
6696
6697     case MEM:
6698       x = XEXP (x, 0);
6699       goto repeat;
6700
6701     case PRE_DEC:
6702     case PRE_INC:
6703     case POST_DEC:
6704     case POST_INC:
6705       return 0;
6706
6707     case PC:
6708     case CC0: /*FIXME*/
6709     case CONST:
6710     case CONST_INT:
6711     case CONST_DOUBLE:
6712     case CONST_VECTOR:
6713     case SYMBOL_REF:
6714     case LABEL_REF:
6715     case ADDR_VEC:
6716     case ADDR_DIFF_VEC:
6717       return 1;
6718
6719     default:
6720       break;
6721     }
6722
6723   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
6724   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6725
6726   for (; i >= 0; i--)
6727     {
6728       if (fmt[i] == 'e')
6729         {
6730           rtx tem = XEXP (x, i);
6731
6732           /* If we are about to do the last recursive call
6733              needed at this level, change it into iteration.
6734              This function is called enough to be worth it.  */
6735           if (i == 0)
6736             {
6737               x = tem;
6738               goto repeat;
6739             }
6740
6741           if (! store_ops_ok (tem, bb))
6742             return 0;
6743         }
6744       else if (fmt[i] == 'E')
6745         {
6746           int j;
6747
6748           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6749             {
6750               if (! store_ops_ok (XVECEXP (x, i, j), bb))
6751                 return 0;
6752             }
6753         }
6754     }
6755
6756   return 1;
6757 }
6758
6759 /* Determine whether insn is MEM store pattern that we will consider moving.  */
6760
6761 static void
6762 find_moveable_store (insn)
6763      rtx insn;
6764 {
6765   struct ls_expr * ptr;
6766   rtx dest = PATTERN (insn);
6767
6768   if (GET_CODE (dest) != SET
6769       || GET_CODE (SET_SRC (dest)) == ASM_OPERANDS)
6770     return;
6771
6772   dest = SET_DEST (dest);
6773
6774   if (GET_CODE (dest) != MEM || MEM_VOLATILE_P (dest)
6775       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
6776     return;
6777
6778   if (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != SYMBOL_REF)
6779       return;
6780
6781   if (rtx_varies_p (XEXP (dest, 0), 0))
6782     return;
6783
6784   ptr = ldst_entry (dest);
6785   ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6786 }
6787
6788 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6789    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6790
6791 static int
6792 compute_store_table ()
6793 {
6794   int ret;
6795   basic_block bb;
6796   unsigned regno;
6797   rtx insn, pat;
6798
6799   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6800
6801   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
6802                                                        max_gcse_regno);
6803   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
6804   pre_ldst_mems = 0;
6805
6806   /* Find all the stores we care about.  */
6807   FOR_EACH_BB (bb)
6808     {
6809       regvec = & (reg_set_in_block[bb->index]);
6810       for (insn = bb->end;
6811            insn && insn != PREV_INSN (bb->end);
6812            insn = PREV_INSN (insn))
6813         {
6814           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
6815           if (! INSN_P (insn))
6816             continue;
6817
6818           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6819             {
6820               bool clobbers_all = false;
6821 #ifdef NON_SAVING_SETJMP
6822               if (NON_SAVING_SETJMP
6823                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
6824                 clobbers_all = true;
6825 #endif
6826
6827               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
6828                 if (clobbers_all
6829                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
6830                   SET_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
6831             }
6832
6833           pat = PATTERN (insn);
6834           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
6835
6836           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
6837           if (GET_CODE (pat) == SET)
6838             find_moveable_store (insn);
6839         }
6840     }
6841
6842   ret = enumerate_ldsts ();
6843
6844   if (gcse_file)
6845     {
6846       fprintf (gcse_file, "Store Motion Expressions.\n");
6847       print_ldst_list (gcse_file);
6848     }
6849
6850   return ret;
6851 }
6852
6853 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.  */
6854
6855 static int
6856 load_kills_store (x, store_pattern)
6857      rtx x, store_pattern;
6858 {
6859   if (true_dependence (x, GET_MODE (x), store_pattern, rtx_addr_varies_p))
6860     return 1;
6861   return 0;
6862 }
6863
6864 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias
6865    STORE_PATTERN.  Return 1 if found.  */
6866
6867 static int
6868 find_loads (x, store_pattern)
6869      rtx x, store_pattern;
6870 {
6871   const char * fmt;
6872   int i, j;
6873   int ret = 0;
6874
6875   if (!x)
6876     return 0;
6877
6878   if (GET_CODE (x) == SET)
6879     x = SET_SRC (x);
6880
6881   if (GET_CODE (x) == MEM)
6882     {
6883       if (load_kills_store (x, store_pattern))
6884         return 1;
6885     }
6886
6887   /* Recursively process the insn.  */
6888   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6889
6890   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
6891     {
6892       if (fmt[i] == 'e')
6893         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern);
6894       else if (fmt[i] == 'E')
6895         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6896           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern);
6897     }
6898   return ret;
6899 }
6900
6901 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).
6902    Return 1 if it it does.  */
6903
6904 static int
6905 store_killed_in_insn (x, insn)
6906      rtx x, insn;
6907 {
6908   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
6909     return 0;
6910
6911   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6912     {
6913       /* A normal or pure call might read from pattern,
6914          but a const call will not.  */
6915       return ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn) || pure_call_p (insn);
6916     }
6917
6918   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6919     {
6920       rtx pat = PATTERN (insn);
6921       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
6922       if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM && !expr_equiv_p (SET_DEST (pat), x))
6923         /* pretend its a load and check for aliasing.  */
6924         if (find_loads (SET_DEST (pat), x))
6925           return 1;
6926       return find_loads (SET_SRC (pat), x);
6927     }
6928   else
6929     return find_loads (PATTERN (insn), x);
6930 }
6931
6932 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6933    within basic block BB.  */
6934
6935 static int
6936 store_killed_after (x, insn, bb)
6937      rtx x, insn;
6938      basic_block bb;
6939 {
6940   rtx last = bb->end;
6941
6942   if (insn == last)
6943     return 0;
6944
6945   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6946      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll
6947      decide we can't move it, regardless of whether it changed above
6948      or below the store. This could be improved by checking the register
6949      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6950   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6951     return 1;
6952
6953   for ( ; insn && insn != NEXT_INSN (last); insn = NEXT_INSN (insn))
6954     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6955       return 1;
6956
6957   return 0;
6958 }
6959
6960 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6961    within basic block BB.  */
6962 static int
6963 store_killed_before (x, insn, bb)
6964      rtx x, insn;
6965      basic_block bb;
6966 {
6967   rtx first = bb->head;
6968
6969   if (insn == first)
6970     return store_killed_in_insn (x, insn);
6971
6972   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6973      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll
6974      decide we can't move it, regardless of whether it changed above
6975      or below the store. This could be improved by checking the register
6976      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6977   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6978     return 1;
6979
6980   for ( ; insn && insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6981     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6982       return 1;
6983
6984   return 0;
6985 }
6986
6987 #define ANTIC_STORE_LIST(x)     ((x)->loads)
6988 #define AVAIL_STORE_LIST(x)     ((x)->stores)
6989
6990 /* Given the table of available store insns at the end of blocks,
6991    determine which ones are not killed by aliasing, and generate
6992    the appropriate vectors for gen and killed.  */
6993 static void
6994 build_store_vectors ()
6995 {
6996   basic_block bb, b;
6997   rtx insn, st;
6998   struct ls_expr * ptr;
6999
7000   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
7001      by aliasing later in its block.  */
7002   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
7003   sbitmap_vector_zero (ae_gen, last_basic_block);
7004
7005   st_antloc = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
7006   sbitmap_vector_zero (st_antloc, last_basic_block);
7007
7008   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7009     {
7010       /* Put all the stores into either the antic list, or the avail list,
7011          or both.  */
7012       rtx store_list = ptr->stores;
7013       ptr->stores = NULL_RTX;
7014
7015       for (st = store_list; st != NULL; st = XEXP (st, 1))
7016         {
7017           insn = XEXP (st, 0);
7018           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
7019
7020           if (!store_killed_after (ptr->pattern, insn, bb))
7021             {
7022               /* If we've already seen an availale expression in this block,
7023                  we can delete the one we saw already (It occurs earlier in
7024                  the block), and replace it with this one). We'll copy the
7025                  old SRC expression to an unused register in case there
7026                  are any side effects.  */
7027               if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
7028                 {
7029                   /* Find previous store.  */
7030                   rtx st;
7031                   for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st ; st = XEXP (st, 1))
7032                     if (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (st, 0)) == bb)
7033                       break;
7034                   if (st)
7035                     {
7036                       rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
7037                       if (gcse_file)
7038                         fprintf (gcse_file, "Removing redundant store:\n");
7039                       replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb);
7040                       XEXP (st, 0) = insn;
7041                       continue;
7042                     }
7043                 }
7044               SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
7045               AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
7046                                                         AVAIL_STORE_LIST (ptr));
7047             }
7048
7049           if (!store_killed_before (ptr->pattern, insn, bb))
7050             {
7051               SET_BIT (st_antloc[BLOCK_NUM (insn)], ptr->index);
7052               ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
7053                                                         ANTIC_STORE_LIST (ptr));
7054             }
7055         }
7056
7057       /* Free the original list of store insns.  */
7058       free_INSN_LIST_list (&store_list);
7059     }
7060
7061   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
7062   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
7063
7064   transp = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
7065   sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
7066
7067   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7068     FOR_EACH_BB (b)
7069       {
7070         if (store_killed_after (ptr->pattern, b->head, b))
7071           {
7072             /* The anticipatable expression is not killed if it's gen'd.  */
7073             /*
7074               We leave this check out for now. If we have a code sequence
7075               in a block which looks like:
7076                         ST MEMa = x
7077                         L     y = MEMa
7078                         ST MEMa = z
7079               We should flag this as having an ANTIC expression, NOT
7080               transparent, NOT killed, and AVAIL.
7081               Unfortunately, since we haven't re-written all loads to
7082               use the reaching reg, we'll end up doing an incorrect
7083               Load in the middle here if we push the store down. It happens in
7084                     gcc.c-torture/execute/960311-1.c with -O3
7085               If we always kill it in this case, we'll sometimes do
7086               uneccessary work, but it shouldn't actually hurt anything.
7087             if (!TEST_BIT (ae_gen[b], ptr->index)).  */
7088             SET_BIT (ae_kill[b->index], ptr->index);
7089           }
7090         else
7091           SET_BIT (transp[b->index], ptr->index);
7092       }
7093
7094   /* Any block with no exits calls some non-returning function, so
7095      we better mark the store killed here, or we might not store to
7096      it at all.  If we knew it was abort, we wouldn't have to store,
7097      but we don't know that for sure.  */
7098   if (gcse_file)
7099     {
7100       fprintf (gcse_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
7101       print_ldst_list (gcse_file);
7102       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_antloc", "", st_antloc, last_basic_block);
7103       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_kill", "", ae_kill, last_basic_block);
7104       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "Transpt", "", transp, last_basic_block);
7105       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_avloc", "", ae_gen, last_basic_block);
7106     }
7107 }
7108
7109 /* Insert an instruction at the begining of a basic block, and update
7110    the BLOCK_HEAD if needed.  */
7111
7112 static void
7113 insert_insn_start_bb (insn, bb)
7114      rtx insn;
7115      basic_block bb;
7116 {
7117   /* Insert at start of successor block.  */
7118   rtx prev = PREV_INSN (bb->head);
7119   rtx before = bb->head;
7120   while (before != 0)
7121     {
7122       if (GET_CODE (before) != CODE_LABEL
7123           && (GET_CODE (before) != NOTE
7124               || NOTE_LINE_NUMBER (before) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
7125         break;
7126       prev = before;
7127       if (prev == bb->end)
7128         break;
7129       before = NEXT_INSN (before);
7130     }
7131
7132   insn = emit_insn_after (insn, prev);
7133
7134   if (gcse_file)
7135     {
7136       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
7137                bb->index);
7138       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7139       fprintf (gcse_file, "\n");
7140     }
7141 }
7142
7143 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
7144    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns nonzero
7145    if an edge insertion was performed.  */
7146
7147 static int
7148 insert_store (expr, e)
7149      struct ls_expr * expr;
7150      edge e;
7151 {
7152   rtx reg, insn;
7153   basic_block bb;
7154   edge tmp;
7155
7156   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
7157      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
7158   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7159     return 0;
7160
7161   reg = expr->reaching_reg;
7162   insn = gen_move_insn (expr->pattern, reg);
7163
7164   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
7165      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
7166      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
7167   bb = e->dest;
7168   for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7169     {
7170       int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7171       if (index == EDGE_INDEX_NO_EDGE)
7172         abort ();
7173       if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
7174         break;
7175     }
7176
7177   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
7178      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
7179   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
7180     {
7181       for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7182         {
7183           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7184           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
7185         }
7186       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7187       return 0;
7188     }
7189
7190   /* We can't insert on this edge, so we'll insert at the head of the
7191      successors block.  See Morgan, sec 10.5.  */
7192   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
7193     {
7194       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7195       return 0;
7196     }
7197
7198   insert_insn_on_edge (insn, e);
7199
7200   if (gcse_file)
7201     {
7202       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
7203                e->src->index, e->dest->index);
7204       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7205       fprintf (gcse_file, "\n");
7206     }
7207
7208   return 1;
7209 }
7210
7211 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
7212
7213 static void
7214 replace_store_insn (reg, del, bb)
7215      rtx reg, del;
7216      basic_block bb;
7217 {
7218   rtx insn;
7219
7220   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (PATTERN (del)));
7221   insn = emit_insn_after (insn, del);
7222
7223   if (gcse_file)
7224     {
7225       fprintf (gcse_file,
7226                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
7227       print_inline_rtx (gcse_file, del, 6);
7228       fprintf (gcse_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
7229       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7230       fprintf (gcse_file, "\n");
7231     }
7232
7233   delete_insn (del);
7234 }
7235
7236
7237 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
7238    the reaching_reg for later storing.  */
7239
7240 static void
7241 delete_store (expr, bb)
7242      struct ls_expr * expr;
7243      basic_block bb;
7244 {
7245   rtx reg, i, del;
7246
7247   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7248     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
7249
7250
7251   /* If there is more than 1 store, the earlier ones will be dead,
7252      but it doesn't hurt to replace them here.  */
7253   reg = expr->reaching_reg;
7254
7255   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
7256     {
7257       del = XEXP (i, 0);
7258       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
7259         {
7260           /* We know there is only one since we deleted redundant
7261              ones during the available computation.  */
7262           replace_store_insn (reg, del, bb);
7263           break;
7264         }
7265     }
7266 }
7267
7268 /* Free memory used by store motion.  */
7269
7270 static void
7271 free_store_memory ()
7272 {
7273   free_ldst_mems ();
7274
7275   if (ae_gen)
7276     sbitmap_vector_free (ae_gen);
7277   if (ae_kill)
7278     sbitmap_vector_free (ae_kill);
7279   if (transp)
7280     sbitmap_vector_free (transp);
7281   if (st_antloc)
7282     sbitmap_vector_free (st_antloc);
7283   if (pre_insert_map)
7284     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
7285   if (pre_delete_map)
7286     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
7287   if (reg_set_in_block)
7288     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7289
7290   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
7291   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
7292 }
7293
7294 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
7295    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
7296
7297 static void
7298 store_motion ()
7299 {
7300   basic_block bb;
7301   int x;
7302   struct ls_expr * ptr;
7303   int update_flow = 0;
7304
7305   if (gcse_file)
7306     {
7307       fprintf (gcse_file, "before store motion\n");
7308       print_rtl (gcse_file, get_insns ());
7309     }
7310
7311
7312   init_alias_analysis ();
7313
7314   /* Find all the stores that are live to the end of their block.  */
7315   num_stores = compute_store_table ();
7316   if (num_stores == 0)
7317     {
7318       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7319       end_alias_analysis ();
7320       return;
7321     }
7322
7323   /* Now compute whats actually available to move.  */
7324   add_noreturn_fake_exit_edges ();
7325   build_store_vectors ();
7326
7327   edge_list = pre_edge_rev_lcm (gcse_file, num_stores, transp, ae_gen,
7328                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map,
7329                                 &pre_delete_map);
7330
7331   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
7332   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7333     {
7334       FOR_EACH_BB (bb)
7335         if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], ptr->index))
7336           delete_store (ptr, bb);
7337
7338       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
7339         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
7340           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
7341     }
7342
7343   if (update_flow)
7344     commit_edge_insertions ();
7345
7346   free_store_memory ();
7347   free_edge_list (edge_list);
7348   remove_fake_edges ();
7349   end_alias_analysis ();
7350 }
7351
7352 #include "gt-gcse.h"