OSDN Git Service

PR rtl-optimization/45107
[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, 2003, 2004, 2005,
4    2006, 2007, 2008, 2009, 2010 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 3, 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 COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* TODO
23    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
24    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
25      calc of how many regs are available in each class and use that to
26      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
27    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
28      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
29      allows more load motion, particularly out of loops.
30
31 */
32
33 /* References searched while implementing this.
34
35    Compilers Principles, Techniques and Tools
36    Aho, Sethi, Ullman
37    Addison-Wesley, 1988
38
39    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
40    E. Morel, C. Renvoise
41    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
42
43    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
44    Frederick Chow
45    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
46
47    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
48    D.M. Dhamdhere
49    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
50
51    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
52    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
53    K-H Drechsler, M.P. Stadel
54    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
55
56    Practical Adaptation of the Global Optimization
57    Algorithm of Morel and Renvoise
58    D.M. Dhamdhere
59    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
60
61    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
62    Dependence Graph
63    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
64    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
65
66    Lazy Code Motion
67    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
68    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
69
70    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
71    Time for Reducible Flow Control
72    Thomas Ball
73    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
74    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
75
76    An Efficient Representation for Sparse Sets
77    Preston Briggs, Linda Torczon
78    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
79    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
80
81    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
82    K-H Drechsler, M.P. Stadel
83    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
84
85    Partial Dead Code Elimination
86    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
88
89    Effective Partial Redundancy Elimination
90    P. Briggs, K.D. Cooper
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
94    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    Optimal Code Motion: Theory and Practice
98    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
99    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
100
101    The power of assignment motion
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
104
105    Global code motion / global value numbering
106    C. Click
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Value Driven Redundancy Elimination
110    L.T. Simpson
111    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
112
113    Value Numbering
114    L.T. Simpson
115    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
116
117    High Performance Compilers for Parallel Computing
118    Michael Wolfe
119    Addison-Wesley, 1996
120
121    Advanced Compiler Design and Implementation
122    Steven Muchnick
123    Morgan Kaufmann, 1997
124
125    Building an Optimizing Compiler
126    Robert Morgan
127    Digital Press, 1998
128
129    People wishing to speed up the code here should read:
130      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
131      B.G. Ryder, M.C. Paull
132      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
133
134      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
135      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
136      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
137
138    People wishing to do something different can find various possibilities
139    in the above papers and elsewhere.
140 */
141
142 #include "config.h"
143 #include "system.h"
144 #include "coretypes.h"
145 #include "tm.h"
146 #include "diagnostic-core.h"
147 #include "toplev.h"
148
149 #include "rtl.h"
150 #include "tree.h"
151 #include "tm_p.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "hard-reg-set.h"
154 #include "flags.h"
155 #include "insn-config.h"
156 #include "recog.h"
157 #include "basic-block.h"
158 #include "output.h"
159 #include "function.h"
160 #include "expr.h"
161 #include "except.h"
162 #include "ggc.h"
163 #include "params.h"
164 #include "cselib.h"
165 #include "intl.h"
166 #include "obstack.h"
167 #include "timevar.h"
168 #include "tree-pass.h"
169 #include "hashtab.h"
170 #include "df.h"
171 #include "dbgcnt.h"
172 #include "target.h"
173 #include "gcse.h"
174
175 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
176    are a superset of those done by classic GCSE.
177
178    We perform the following steps:
179
180    1) Compute table of places where registers are set.
181
182    2) Perform copy/constant propagation.
183
184    3) Perform global cse using lazy code motion if not optimizing
185       for size, or code hoisting if we are.
186
187    4) Perform another pass of copy/constant propagation.  Try to bypass
188       conditional jumps if the condition can be computed from a value of
189       an incoming edge.
190
191    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
192    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
193    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
194    GCSE will try to use an existing register containing the common
195    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
196    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
197
198    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
199    (set (pseudo-reg) (expression)).
200    Function want_to_gcse_p says what these are.
201
202    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
203    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
204    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
205    high part and a low part).
206
207    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
208    partially redundant).
209
210    **********************
211
212    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
213    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
214    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
215    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
216    the expense.
217
218    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
219    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
220    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
221    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
222
223    It was found doing copy propagation between each pass enables further
224    substitutions.
225
226    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
227    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
228    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
229    at the time when the study was conducted.
230
231    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
232    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
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 CPROP 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
263    register.  */
264 \f
265 /* GCSE global vars.  */
266
267 struct target_gcse default_target_gcse;
268 #if SWITCHABLE_TARGET
269 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
270 #endif
271
272 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
273 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
274
275 /* An obstack for our working variables.  */
276 static struct obstack gcse_obstack;
277
278 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
279
280 /* Hash table of expressions.  */
281
282 struct expr
283 {
284   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
285   rtx expr;
286   /* Index in the available expression bitmaps.  */
287   int bitmap_index;
288   /* Next entry with the same hash.  */
289   struct expr *next_same_hash;
290   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
291      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
292      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
293      to the occurrence and the output is not used between the start of
294      the block and the occurrence.  */
295   struct occr *antic_occr;
296   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
297      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
298      basic block and the operands are not modified by following statements in
299      the basic block [including this insn].  */
300   struct occr *avail_occr;
301   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
302      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
303      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
304   rtx reaching_reg;
305   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
306      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
307      to keep register pressure under control.
308      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
309      travel.  */
310   int max_distance;
311 };
312
313 /* Occurrence of an expression.
314    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
315    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
316
317 struct occr
318 {
319   /* Next occurrence of this expression.  */
320   struct occr *next;
321   /* The insn that computes the expression.  */
322   rtx insn;
323   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
324   char deleted_p;
325   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
326      reaching_reg.  */
327   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
328      the same byte.  */
329   char copied_p;
330 };
331
332 typedef struct occr *occr_t;
333 DEF_VEC_P (occr_t);
334 DEF_VEC_ALLOC_P (occr_t, heap);
335
336 /* Expression and copy propagation hash tables.
337    Each hash table is an array of buckets.
338    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
339    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
340    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
341    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
342    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
343    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
344
345 struct hash_table_d
346 {
347   /* The table itself.
348      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
349   struct expr **table;
350
351   /* Size of the hash table, in elements.  */
352   unsigned int size;
353
354   /* Number of hash table elements.  */
355   unsigned int n_elems;
356
357   /* Whether the table is expression of copy propagation one.  */
358   int set_p;
359 };
360
361 /* Expression hash table.  */
362 static struct hash_table_d expr_hash_table;
363
364 /* Copy propagation hash table.  */
365 static struct hash_table_d set_hash_table;
366
367 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
368    or store motion.
369    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
370    anything except itself. (i.e., loads and stores to a single location).
371    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
372    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
373    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
374    no side effects so we can re-issue the setter value.
375    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
376    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
377
378 struct ls_expr
379 {
380   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
381   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
382   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
383   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
384   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
385   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
386   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
387   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
388   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
389   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
390 };
391
392 /* Array of implicit set patterns indexed by basic block index.  */
393 static rtx *implicit_sets;
394
395 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
396 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
397
398 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
399 static htab_t pre_ldst_table = NULL;
400
401 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
402    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
403    the start of the basic block.  */
404 static regset reg_set_bitmap;
405
406 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
407    memory within that block.  */
408 static rtx * modify_mem_list;
409 static bitmap modify_mem_list_set;
410
411 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
412 static rtx * canon_modify_mem_list;
413
414 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
415    function calls.  */
416 static bitmap blocks_with_calls;
417
418 /* Various variables for statistics gathering.  */
419
420 /* Memory used in a pass.
421    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
422    to keep an eye on memory usage.  */
423 static int bytes_used;
424
425 /* GCSE substitutions made.  */
426 static int gcse_subst_count;
427 /* Number of copy instructions created.  */
428 static int gcse_create_count;
429 /* Number of local constants propagated.  */
430 static int local_const_prop_count;
431 /* Number of local copies propagated.  */
432 static int local_copy_prop_count;
433 /* Number of global constants propagated.  */
434 static int global_const_prop_count;
435 /* Number of global copies propagated.  */
436 static int global_copy_prop_count;
437 \f
438 /* Doing code hoisting.  */
439 static bool doing_code_hoisting_p = false;
440 \f
441 /* For available exprs */
442 static sbitmap *ae_kill;
443 \f
444 static void compute_can_copy (void);
445 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
446 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
447 static void *gcse_alloc (unsigned long);
448 static void alloc_gcse_mem (void);
449 static void free_gcse_mem (void);
450 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
451 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
452 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
453 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
454 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
455 static bool gcse_constant_p (const_rtx);
456 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
457 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
458 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
459 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
460                                   struct hash_table_d *);
461 static void insert_set_in_table (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
462 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
463 static unsigned int hash_set (int, int);
464 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
465 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
466 static void record_last_mem_set_info (rtx);
467 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
468 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
469 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *, int);
470 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
471 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
472 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
473 static struct expr *lookup_set (unsigned int, struct hash_table_d *);
474 static struct expr *next_set (unsigned int, struct expr *);
475 static void reset_opr_set_tables (void);
476 static int oprs_not_set_p (const_rtx, const_rtx);
477 static void mark_call (rtx);
478 static void mark_set (rtx, rtx);
479 static void mark_clobber (rtx, rtx);
480 static void mark_oprs_set (rtx);
481 static void alloc_cprop_mem (int, int);
482 static void free_cprop_mem (void);
483 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *, int);
484 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
485                                       struct hash_table_d *);
486 static void compute_cprop_data (void);
487 static void find_used_regs (rtx *, void *);
488 static int try_replace_reg (rtx, rtx, rtx);
489 static struct expr *find_avail_set (int, rtx);
490 static int cprop_jump (basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx);
491 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
492 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
493 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
494 static int cprop_insn (rtx);
495 static void find_implicit_sets (void);
496 static int one_cprop_pass (void);
497 static bool constprop_register (rtx, rtx, rtx);
498 static struct expr *find_bypass_set (int, int);
499 static bool reg_killed_on_edge (const_rtx, const_edge);
500 static int bypass_block (basic_block, rtx, rtx);
501 static int bypass_conditional_jumps (void);
502 static void alloc_pre_mem (int, int);
503 static void free_pre_mem (void);
504 static void compute_pre_data (void);
505 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
506                                     basic_block);
507 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
508 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
509 static void pre_insert_copies (void);
510 static int pre_delete (void);
511 static int pre_gcse (void);
512 static int one_pre_gcse_pass (void);
513 static void add_label_notes (rtx, rtx);
514 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
515 static void free_code_hoist_mem (void);
516 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
517 static void compute_code_hoist_data (void);
518 static int hoist_expr_reaches_here_p (basic_block, int, basic_block, char *,
519                                       int, int *);
520 static int hoist_code (void);
521 static int one_code_hoisting_pass (void);
522 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
523 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
524 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
525                                          basic_block, char *);
526 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
527 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
528 static void free_ldst_mems (void);
529 static void print_ldst_list (FILE *);
530 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
531 static inline struct ls_expr * first_ls_expr (void);
532 static inline struct ls_expr * next_ls_expr (struct ls_expr *);
533 static int simple_mem (const_rtx);
534 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
535 static void compute_ld_motion_mems (void);
536 static void trim_ld_motion_mems (void);
537 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
538 static void free_insn_expr_list_list (rtx *);
539 static void clear_modify_mem_tables (void);
540 static void free_modify_mem_tables (void);
541 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
542 static void local_cprop_find_used_regs (rtx *, void *);
543 static bool do_local_cprop (rtx, rtx);
544 static int local_cprop_pass (void);
545 static bool is_too_expensive (const char *);
546
547 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
548 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
549
550 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
551 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
552
553 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
554 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
555
556 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
557 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
558 \f
559 /* Misc. utilities.  */
560
561 #define can_copy \
562   (this_target_gcse->x_can_copy)
563 #define can_copy_init_p \
564   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
565
566 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
567
568 static void
569 compute_can_copy (void)
570 {
571   int i;
572 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
573   rtx reg, insn;
574 #endif
575   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
576
577   start_sequence ();
578   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
579     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
580       {
581 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
582         can_copy[i] = 0;
583 #else
584         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
585         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
586         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
587           can_copy[i] = 1;
588 #endif
589       }
590     else
591       can_copy[i] = 1;
592
593   end_sequence ();
594 }
595
596 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
597
598 bool
599 can_copy_p (enum machine_mode mode)
600 {
601   if (! can_copy_init_p)
602     {
603       compute_can_copy ();
604       can_copy_init_p = true;
605     }
606
607   return can_copy[mode] != 0;
608 }
609
610 \f
611 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
612
613 static void *
614 gmalloc (size_t size)
615 {
616   bytes_used += size;
617   return xmalloc (size);
618 }
619
620 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
621
622 static void *
623 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
624 {
625   bytes_used += nelem * elsize;
626   return xcalloc (nelem, elsize);
627 }
628
629 /* Cover function to obstack_alloc.  */
630
631 static void *
632 gcse_alloc (unsigned long size)
633 {
634   bytes_used += size;
635   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
636 }
637
638 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
639    This is called at the start of each pass.  */
640
641 static void
642 alloc_gcse_mem (void)
643 {
644   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
645   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
646
647   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
648      basic block.  */
649   modify_mem_list = GCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
650   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
651   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
652   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
653 }
654
655 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
656
657 static void
658 free_gcse_mem (void)
659 {
660   free_modify_mem_tables ();
661   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
662   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
663 }
664 \f
665 /* Compute the local properties of each recorded expression.
666
667    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
668    other blocks.
669
670    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
671    in the block.
672
673    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
674    at least once and expression would contain the same value if the
675    computation was moved to the end of the block.
676
677    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
678    least once and expression would contain the same value if the computation
679    was moved to the beginning of the block.
680
681    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
682    basically the same information and thus can easily share this code.
683
684    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
685    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
686    particular property.
687
688    TABLE controls which hash table to look at.  If it is  set hash table,
689    additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
690    ABSALTERED.  */
691
692 static void
693 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
694                           struct hash_table_d *table)
695 {
696   unsigned int i;
697
698   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
699   if (transp)
700     {
701       if (table->set_p)
702         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
703       else
704         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
705     }
706
707   if (comp)
708     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
709   if (antloc)
710     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
711
712   for (i = 0; i < table->size; i++)
713     {
714       struct expr *expr;
715
716       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
717         {
718           int indx = expr->bitmap_index;
719           struct occr *occr;
720
721           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
722              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
723              then reset the bits for those that are.  */
724           if (transp)
725             compute_transp (expr->expr, indx, transp, table->set_p);
726
727           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
728              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
729           if (antloc)
730             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
731               {
732                 SET_BIT (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
733
734                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
735                    initialize this.  */
736                 occr->deleted_p = 0;
737               }
738
739           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
740              we want to set to nonzero in COMP.  */
741           if (comp)
742             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
743               {
744                 SET_BIT (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
745
746                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
747                    initialize this.  */
748                 occr->copied_p = 0;
749               }
750
751           /* While we're scanning the table, this is a good place to
752              initialize this.  */
753           expr->reaching_reg = 0;
754         }
755     }
756 }
757 \f
758 /* Hash table support.  */
759
760 struct reg_avail_info
761 {
762   basic_block last_bb;
763   int first_set;
764   int last_set;
765 };
766
767 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
768 static basic_block current_bb;
769
770
771 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
772    GCSE.  */
773
774 static int
775 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
776 {
777 #ifdef STACK_REGS
778   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
779      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
780      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
781   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
782     x = avoid_constant_pool_reference (x);
783 #endif
784
785   /* GCSE'ing constants:
786
787      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
788      expressions in PRE and Hoist.  We use rtx_cost below to limit
789      the maximum distance simple expressions can travel.
790
791      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
792      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
793      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
794
795      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
796      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
797      in a way that allows reload rematerialize them under high register
798      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
799      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
800      spilling such constants under high register pressure instead of
801      rematerializing them.  */
802
803   switch (GET_CODE (x))
804     {
805     case REG:
806     case SUBREG:
807     case CALL:
808       return 0;
809
810     case CONST_INT:
811     case CONST_DOUBLE:
812     case CONST_FIXED:
813     case CONST_VECTOR:
814       if (!doing_code_hoisting_p)
815         /* Do not PRE constants.  */
816         return 0;
817
818       /* FALLTHRU */
819
820     default:
821       if (doing_code_hoisting_p)
822         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
823         {
824           int cost;
825           int max_distance;
826
827           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
828                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
829           cost = rtx_cost (x, SET, 0);
830
831           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
832             {
833               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
834               if (max_distance == 0)
835                 return 0;
836
837               gcc_assert (max_distance > 0);
838             }
839           else
840             max_distance = 0;
841
842           if (max_distance_ptr)
843             *max_distance_ptr = max_distance;
844         }
845
846       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
847     }
848 }
849
850 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
851
852 static GTY(()) rtx test_insn;
853
854 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
855    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
856    side-effect.
857
858    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
859    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
860    has hidden side-effects we don't want to mess with.
861
862    This function is typically used by code motion passes, to verify
863    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
864    maybe live hard regs.  */
865
866 bool
867 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
868 {
869   int num_clobbers = 0;
870   int icode;
871
872   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
873   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
874     return 1;
875   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
876     return 0;
877
878   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
879      our test insn if we haven't already.  */
880   if (test_insn == 0)
881     {
882       test_insn
883         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
884                                       gen_rtx_REG (word_mode,
885                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
886                                       const0_rtx));
887       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
888     }
889
890   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
891      valid.  */
892   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
893   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
894
895   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
896   if (icode < 0)
897     return false;
898
899   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
900     return false;
901
902   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
903     return false;
904
905   return true;
906 }
907
908 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
909    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
910    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
911
912 static int
913 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
914 {
915   int i, j;
916   enum rtx_code code;
917   const char *fmt;
918
919   if (x == 0)
920     return 1;
921
922   code = GET_CODE (x);
923   switch (code)
924     {
925     case REG:
926       {
927         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
928
929         if (info->last_bb != current_bb)
930           return 1;
931         if (avail_p)
932           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
933         else
934           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
935       }
936
937     case MEM:
938       if (load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
939                                   x, avail_p))
940         return 0;
941       else
942         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
943
944     case PRE_DEC:
945     case PRE_INC:
946     case POST_DEC:
947     case POST_INC:
948     case PRE_MODIFY:
949     case POST_MODIFY:
950       return 0;
951
952     case PC:
953     case CC0: /*FIXME*/
954     case CONST:
955     case CONST_INT:
956     case CONST_DOUBLE:
957     case CONST_FIXED:
958     case CONST_VECTOR:
959     case SYMBOL_REF:
960     case LABEL_REF:
961     case ADDR_VEC:
962     case ADDR_DIFF_VEC:
963       return 1;
964
965     default:
966       break;
967     }
968
969   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
970     {
971       if (fmt[i] == 'e')
972         {
973           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
974              level, change it into iteration.  This function is called enough
975              to be worth it.  */
976           if (i == 0)
977             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
978
979           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
980             return 0;
981         }
982       else if (fmt[i] == 'E')
983         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
984           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
985             return 0;
986     }
987
988   return 1;
989 }
990
991 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
992    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
993    conflict between two memory references.  */
994 static int gcse_mems_conflict_p;
995
996 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
997    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
998    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
999    this memory load.  */
1000 static const_rtx gcse_mem_operand;
1001
1002 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1003    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1004    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1005
1006 static void
1007 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
1008                           void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1009 {
1010   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1011          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1012          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1013     dest = XEXP (dest, 0);
1014
1015   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1016      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1017      elsewhere.  */
1018   if (! MEM_P (dest))
1019     return;
1020
1021   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1022      don't mark as killed this time.  */
1023
1024   if (expr_equiv_p (dest, gcse_mem_operand) && pre_ldst_mems != NULL)
1025     {
1026       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1027         gcse_mems_conflict_p = 1;
1028       return;
1029     }
1030
1031   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1032                        rtx_addr_varies_p))
1033     gcse_mems_conflict_p = 1;
1034 }
1035
1036 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1037    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1038    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1039    before UID_LIMIT.
1040
1041    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1042    AVAIL_P to 0.  */
1043
1044 static int
1045 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x, int avail_p)
1046 {
1047   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1048
1049   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1050   if (MEM_READONLY_P (x))
1051     return 0;
1052
1053   while (list_entry)
1054     {
1055       rtx setter;
1056       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1057       if ((avail_p
1058            && DF_INSN_LUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1059           || (! avail_p
1060               && DF_INSN_LUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1061         {
1062           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1063           continue;
1064         }
1065
1066       setter = XEXP (list_entry, 0);
1067
1068       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1069          to pure functions are never put on the list, so we need not
1070          worry about them.  */
1071       if (CALL_P (setter))
1072         return 1;
1073
1074       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1075          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1076
1077          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1078          communicate via global variables.  Yuk.  */
1079       gcse_mem_operand = x;
1080       gcse_mems_conflict_p = 0;
1081       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1082       if (gcse_mems_conflict_p)
1083         return 1;
1084       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1085     }
1086   return 0;
1087 }
1088
1089 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1090    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1091
1092 static int
1093 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1094 {
1095   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1096 }
1097
1098 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1099    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1100
1101 static int
1102 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1103 {
1104   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1105 }
1106
1107 /* Hash expression X.
1108
1109    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1110    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1111    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1112    the current size of the hash table to be probed.  */
1113
1114 static unsigned int
1115 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1116            int hash_table_size)
1117 {
1118   unsigned int hash;
1119
1120   *do_not_record_p = 0;
1121
1122   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p,
1123                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
1124   return hash % hash_table_size;
1125 }
1126
1127 /* Hash a set of register REGNO.
1128
1129    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1130    propagation code.
1131
1132    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1133
1134 static unsigned int
1135 hash_set (int regno, int hash_table_size)
1136 {
1137   unsigned int hash;
1138
1139   hash = regno;
1140   return hash % hash_table_size;
1141 }
1142
1143 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1144
1145 static int
1146 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1147 {
1148   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1149 }
1150
1151 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1152    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1153    basic block.
1154
1155    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1156    It is only used if X is a CONST_INT.
1157
1158    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1159    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1160
1161    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1162    be moved.  */
1163
1164 static void
1165 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1166                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1167 {
1168   int found, do_not_record_p;
1169   unsigned int hash;
1170   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1171   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1172
1173   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1174
1175   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1176      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1177      to or can't handle.  */
1178   if (do_not_record_p)
1179     return;
1180
1181   cur_expr = table->table[hash];
1182   found = 0;
1183
1184   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1185     {
1186       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1187          the list.  */
1188       last_expr = cur_expr;
1189       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1190     }
1191
1192   if (! found)
1193     {
1194       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1195       bytes_used += sizeof (struct expr);
1196       if (table->table[hash] == NULL)
1197         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1198         table->table[hash] = cur_expr;
1199       else
1200         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1201         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1202
1203       /* Set the fields of the expr element.  */
1204       cur_expr->expr = x;
1205       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1206       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1207       cur_expr->antic_occr = NULL;
1208       cur_expr->avail_occr = NULL;
1209       gcc_assert (max_distance >= 0);
1210       cur_expr->max_distance = max_distance;
1211     }
1212   else
1213     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1214
1215   /* Now record the occurrence(s).  */
1216   if (antic_p)
1217     {
1218       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1219
1220       if (antic_occr
1221           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1222         antic_occr = NULL;
1223
1224       if (antic_occr)
1225         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1226            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1227            block and the block is scanned from start to end.  */
1228         ; /* nothing to do */
1229       else
1230         {
1231           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1232           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1233           bytes_used += sizeof (struct occr);
1234           antic_occr->insn = insn;
1235           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1236           antic_occr->deleted_p = 0;
1237           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1238         }
1239     }
1240
1241   if (avail_p)
1242     {
1243       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1244
1245       if (avail_occr
1246           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1247         {
1248           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1249              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1250              the last one in the block and the block is scanned from start
1251              to end.  */
1252           avail_occr->insn = insn;
1253         }
1254       else
1255         {
1256           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1257           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1258           bytes_used += sizeof (struct occr);
1259           avail_occr->insn = insn;
1260           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1261           avail_occr->deleted_p = 0;
1262           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1263         }
1264     }
1265 }
1266
1267 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
1268    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
1269    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1270    basic block.  */
1271
1272 static void
1273 insert_set_in_table (rtx x, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1274 {
1275   int found;
1276   unsigned int hash;
1277   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1278   struct occr *cur_occr;
1279
1280   gcc_assert (GET_CODE (x) == SET && REG_P (SET_DEST (x)));
1281
1282   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), table->size);
1283
1284   cur_expr = table->table[hash];
1285   found = 0;
1286
1287   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1288     {
1289       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1290          the list.  */
1291       last_expr = cur_expr;
1292       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1293     }
1294
1295   if (! found)
1296     {
1297       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1298       bytes_used += sizeof (struct expr);
1299       if (table->table[hash] == NULL)
1300         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1301         table->table[hash] = cur_expr;
1302       else
1303         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1304         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1305
1306       /* Set the fields of the expr element.
1307          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
1308          performed on its operands.  */
1309       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
1310       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1311       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1312       cur_expr->antic_occr = NULL;
1313       cur_expr->avail_occr = NULL;
1314       /* Not used for set_p tables.  */
1315       cur_expr->max_distance = 0;
1316     }
1317
1318   /* Now record the occurrence.  */
1319   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
1320
1321   if (cur_occr
1322       && BLOCK_FOR_INSN (cur_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1323     {
1324       /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1325          Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1326          the last one in the block and the block is scanned from start
1327          to end.  */
1328       cur_occr->insn = insn;
1329     }
1330   else
1331     {
1332       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1333       cur_occr = GOBNEW (struct occr);
1334       bytes_used += sizeof (struct occr);
1335       cur_occr->insn = insn;
1336       cur_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1337       cur_occr->deleted_p = 0;
1338       cur_expr->avail_occr = cur_occr;
1339     }
1340 }
1341
1342 /* Determine whether the rtx X should be treated as a constant for
1343    the purposes of GCSE's constant propagation.  */
1344
1345 static bool
1346 gcse_constant_p (const_rtx x)
1347 {
1348   /* Consider a COMPARE of two integers constant.  */
1349   if (GET_CODE (x) == COMPARE
1350       && CONST_INT_P (XEXP (x, 0))
1351       && CONST_INT_P (XEXP (x, 1)))
1352     return true;
1353
1354   /* Consider a COMPARE of the same registers is a constant
1355      if they are not floating point registers.  */
1356   if (GET_CODE(x) == COMPARE
1357       && REG_P (XEXP (x, 0)) && REG_P (XEXP (x, 1))
1358       && REGNO (XEXP (x, 0)) == REGNO (XEXP (x, 1))
1359       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 0)))
1360       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 1))))
1361     return true;
1362
1363   /* Since X might be inserted more than once we have to take care that it
1364      is sharable.  */
1365   return CONSTANT_P (x) && (GET_CODE (x) != CONST || shared_const_p (x));
1366 }
1367
1368 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash TABLE (set or
1369    expression one).  */
1370
1371 static void
1372 hash_scan_set (rtx pat, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1373 {
1374   rtx src = SET_SRC (pat);
1375   rtx dest = SET_DEST (pat);
1376   rtx note;
1377
1378   if (GET_CODE (src) == CALL)
1379     hash_scan_call (src, insn, table);
1380
1381   else if (REG_P (dest))
1382     {
1383       unsigned int regno = REGNO (dest);
1384       rtx tmp;
1385       int max_distance = 0;
1386
1387       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1388
1389          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1390          redundant constants, addresses or other expressions that are
1391          constructed with multiple instructions.
1392
1393          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.  In
1394          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1395          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1396          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1397          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1398          do more than one PRE GCSE pass.
1399
1400          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1401          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1402       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1403       if (note != 0
1404           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1405           && !REG_P (src)
1406           && (table->set_p
1407               ? gcse_constant_p (XEXP (note, 0))
1408               : want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL)))
1409         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1410
1411       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1412       if (! table->set_p
1413           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1414           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1415           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1416           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1417              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1418           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1419              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1420              can't do the same thing at the rtl level.  */
1421           && !can_throw_internal (insn)
1422           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1423           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1424           /* Don't CSE a nop.  */
1425           && ! set_noop_p (pat)
1426           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1427              At this point this only function parameters should have
1428              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1429              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1430              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1431           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1432         {
1433           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1434              modified before this insn or if this is not the only SET in
1435              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1436              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1437              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1438           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1439                         && !multiple_sets (insn);
1440           /* An expression is not available if its operands are
1441              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1442              available if this is a branch, because we can't insert
1443              a set after the branch.  */
1444           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1445                          && ! JUMP_P (insn));
1446
1447           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1448                                 max_distance, table);
1449         }
1450
1451       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
1452       else if (table->set_p
1453                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1454                && ((REG_P (src)
1455                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1456                     && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1457                     && REGNO (src) != regno)
1458                    || gcse_constant_p (src))
1459                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
1460                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
1461                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
1462                && (insn == BB_END (BLOCK_FOR_INSN (insn))
1463                    || (tmp = next_nonnote_insn (insn)) == NULL_RTX
1464                    || BLOCK_FOR_INSN (tmp) != BLOCK_FOR_INSN (insn)
1465                    || oprs_available_p (pat, tmp)))
1466         insert_set_in_table (pat, insn, table);
1467     }
1468   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1469      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1470      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1471   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1472       {
1473         unsigned int regno = REGNO (src);
1474         int max_distance = 0;
1475
1476         /* Do not do this for constant/copy propagation.  */
1477         if (! table->set_p
1478             /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1479             && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1480            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1481            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1482            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1483               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1484            && !can_throw_internal (insn)
1485            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1486            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1487            /* Don't CSE a nop.  */
1488            && ! set_noop_p (pat)
1489            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1490               At this point this only function parameters should have
1491               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1492               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1493               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1494            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1495                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1496              {
1497                /* Stores are never anticipatable.  */
1498                int antic_p = 0;
1499                /* An expression is not available if its operands are
1500                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1501                   available if this is a branch, because we can't insert
1502                   a set after the branch.  */
1503                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1504                              && ! JUMP_P (insn);
1505
1506                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1507                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1508                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1509              }
1510       }
1511 }
1512
1513 static void
1514 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1515                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1516 {
1517   /* Currently nothing to do.  */
1518 }
1519
1520 static void
1521 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1522                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1523 {
1524   /* Currently nothing to do.  */
1525 }
1526
1527 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
1528
1529    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
1530
1531    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
1532    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
1533    are also in the PARALLEL.  Later.
1534
1535    If SET_P is nonzero, this is for the assignment hash table,
1536    otherwise it is for the expression hash table.  */
1537
1538 static void
1539 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1540 {
1541   rtx pat = PATTERN (insn);
1542   int i;
1543
1544   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1545      what's been modified.  */
1546
1547   if (GET_CODE (pat) == SET)
1548     hash_scan_set (pat, insn, table);
1549   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1550     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1551       {
1552         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1553
1554         if (GET_CODE (x) == SET)
1555           hash_scan_set (x, insn, table);
1556         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1557           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1558         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1559           hash_scan_call (x, insn, table);
1560       }
1561
1562   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1563     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1564   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1565     hash_scan_call (pat, insn, table);
1566 }
1567
1568 static void
1569 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1570 {
1571   int i;
1572   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1573   struct expr **flat_table;
1574   unsigned int *hash_val;
1575   struct expr *expr;
1576
1577   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1578   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1579
1580   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1581     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1582       {
1583         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1584         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1585       }
1586
1587   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1588            name, table->size, table->n_elems);
1589
1590   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1591     if (flat_table[i] != 0)
1592       {
1593         expr = flat_table[i];
1594         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1595                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1596         print_rtl (file, expr->expr);
1597         fprintf (file, "\n");
1598       }
1599
1600   fprintf (file, "\n");
1601
1602   free (flat_table);
1603   free (hash_val);
1604 }
1605
1606 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1607
1608    first_set records the first place in the block where the register
1609    is set and is used to compute "anticipatability".
1610
1611    last_set records the last place in the block where the register
1612    is set and is used to compute "availability".
1613
1614    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1615    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1616
1617 static void
1618 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1619 {
1620   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1621   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1622
1623   info->last_set = luid;
1624   if (info->last_bb != current_bb)
1625     {
1626       info->last_bb = current_bb;
1627       info->first_set = luid;
1628     }
1629 }
1630
1631
1632 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1633    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1634    taken off pairwise.  */
1635
1636 static void
1637 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx unused1 ATTRIBUTE_UNUSED,
1638                    void * v_insn)
1639 {
1640   rtx dest_addr, insn;
1641   int bb;
1642
1643   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1644       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1645       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1646     dest = XEXP (dest, 0);
1647
1648   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1649      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1650      elsewhere.  */
1651
1652   if (! MEM_P (dest))
1653     return;
1654
1655   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1656   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1657   insn = (rtx) v_insn;
1658   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1659
1660   canon_modify_mem_list[bb] =
1661     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
1662   canon_modify_mem_list[bb] =
1663     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
1664 }
1665
1666 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1667    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1668    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1669
1670 static void
1671 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1672 {
1673   int bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1674
1675   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1676      everything.  */
1677   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
1678   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1679
1680   if (CALL_P (insn))
1681     {
1682       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
1683          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
1684          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
1685       canon_modify_mem_list[bb] =
1686         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
1687       bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1688     }
1689   else
1690     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1691 }
1692
1693 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1694    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1695    the SET is taking place.  */
1696
1697 static void
1698 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1699 {
1700   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1701
1702   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1703     dest = SUBREG_REG (dest);
1704
1705   if (REG_P (dest))
1706     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1707   else if (MEM_P (dest)
1708            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1709            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1710     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1711 }
1712
1713 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
1714
1715    Expression entries are placed in the hash table if
1716    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1717    - src is something we want to perform GCSE on,
1718    - none of the operands are subsequently modified in the block
1719
1720    Assignment entries are placed in the hash table if
1721    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1722    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
1723    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
1724
1725    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1726
1727    TABLE is the table computed.  */
1728
1729 static void
1730 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1731 {
1732   int i;
1733
1734   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1735   clear_modify_mem_tables ();
1736   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1737   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1738
1739   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1740     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1741
1742   FOR_EACH_BB (current_bb)
1743     {
1744       rtx insn;
1745       unsigned int regno;
1746
1747       /* First pass over the instructions records information used to
1748          determine when registers and memory are first and last set.  */
1749       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1750         {
1751           if (! INSN_P (insn))
1752             continue;
1753
1754           if (CALL_P (insn))
1755             {
1756               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
1757                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
1758                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
1759
1760               mark_call (insn);
1761             }
1762
1763           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1764         }
1765
1766       /* Insert implicit sets in the hash table.  */
1767       if (table->set_p
1768           && implicit_sets[current_bb->index] != NULL_RTX)
1769         hash_scan_set (implicit_sets[current_bb->index],
1770                        BB_HEAD (current_bb), table);
1771
1772       /* The next pass builds the hash table.  */
1773       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1774         if (INSN_P (insn))
1775           hash_scan_insn (insn, table);
1776     }
1777
1778   free (reg_avail_info);
1779   reg_avail_info = NULL;
1780 }
1781
1782 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1783    It is used to determine the number of buckets to use.
1784    SET_P determines whether set or expression table will
1785    be created.  */
1786
1787 static void
1788 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table, int set_p)
1789 {
1790   int n;
1791
1792   n = get_max_insn_count ();
1793
1794   table->size = n / 4;
1795   if (table->size < 11)
1796     table->size = 11;
1797
1798   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1799      Making it an odd number is simplest for now.
1800      ??? Later take some measurements.  */
1801   table->size |= 1;
1802   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1803   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1804   table->set_p = set_p;
1805 }
1806
1807 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1808
1809 static void
1810 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1811 {
1812   free (table->table);
1813 }
1814
1815 /* Compute the hash TABLE for doing copy/const propagation or
1816    expression hash table.  */
1817
1818 static void
1819 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1820 {
1821   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1822   table->n_elems = 0;
1823   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1824
1825   compute_hash_table_work (table);
1826 }
1827 \f
1828 /* Expression tracking support.  */
1829
1830 /* Lookup REGNO in the set TABLE.  The result is a pointer to the
1831    table entry, or NULL if not found.  */
1832
1833 static struct expr *
1834 lookup_set (unsigned int regno, struct hash_table_d *table)
1835 {
1836   unsigned int hash = hash_set (regno, table->size);
1837   struct expr *expr;
1838
1839   expr = table->table[hash];
1840
1841   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
1842     expr = expr->next_same_hash;
1843
1844   return expr;
1845 }
1846
1847 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
1848
1849 static struct expr *
1850 next_set (unsigned int regno, struct expr *expr)
1851 {
1852   do
1853     expr = expr->next_same_hash;
1854   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
1855
1856   return expr;
1857 }
1858
1859 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
1860    types may be mixed.  */
1861
1862 static void
1863 free_insn_expr_list_list (rtx *listp)
1864 {
1865   rtx list, next;
1866
1867   for (list = *listp; list ; list = next)
1868     {
1869       next = XEXP (list, 1);
1870       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
1871         free_EXPR_LIST_node (list);
1872       else
1873         free_INSN_LIST_node (list);
1874     }
1875
1876   *listp = NULL;
1877 }
1878
1879 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1880 static void
1881 clear_modify_mem_tables (void)
1882 {
1883   unsigned i;
1884   bitmap_iterator bi;
1885
1886   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1887     {
1888       free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
1889       free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i);
1890     }
1891   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1892   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1893 }
1894
1895 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1896
1897 static void
1898 free_modify_mem_tables (void)
1899 {
1900   clear_modify_mem_tables ();
1901   free (modify_mem_list);
1902   free (canon_modify_mem_list);
1903   modify_mem_list = 0;
1904   canon_modify_mem_list = 0;
1905 }
1906
1907 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
1908    start of the block].  */
1909
1910 static void
1911 reset_opr_set_tables (void)
1912 {
1913   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
1914      the block.  */
1915   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
1916
1917   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
1918      For now this is very trivial, we only record whether any memory
1919      location has been modified.  */
1920   clear_modify_mem_tables ();
1921 }
1922
1923 /* Return nonzero if the operands of X are not set before INSN in
1924    INSN's basic block.  */
1925
1926 static int
1927 oprs_not_set_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1928 {
1929   int i, j;
1930   enum rtx_code code;
1931   const char *fmt;
1932
1933   if (x == 0)
1934     return 1;
1935
1936   code = GET_CODE (x);
1937   switch (code)
1938     {
1939     case PC:
1940     case CC0:
1941     case CONST:
1942     case CONST_INT:
1943     case CONST_DOUBLE:
1944     case CONST_FIXED:
1945     case CONST_VECTOR:
1946     case SYMBOL_REF:
1947     case LABEL_REF:
1948     case ADDR_VEC:
1949     case ADDR_DIFF_VEC:
1950       return 1;
1951
1952     case MEM:
1953       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
1954                                   DF_INSN_LUID (insn), x, 0))
1955         return 0;
1956       else
1957         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
1958
1959     case REG:
1960       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
1961
1962     default:
1963       break;
1964     }
1965
1966   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1967     {
1968       if (fmt[i] == 'e')
1969         {
1970           /* If we are about to do the last recursive call
1971              needed at this level, change it into iteration.
1972              This function is called enough to be worth it.  */
1973           if (i == 0)
1974             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
1975
1976           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
1977             return 0;
1978         }
1979       else if (fmt[i] == 'E')
1980         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1981           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
1982             return 0;
1983     }
1984
1985   return 1;
1986 }
1987
1988 /* Mark things set by a CALL.  */
1989
1990 static void
1991 mark_call (rtx insn)
1992 {
1993   if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1994     record_last_mem_set_info (insn);
1995 }
1996
1997 /* Mark things set by a SET.  */
1998
1999 static void
2000 mark_set (rtx pat, rtx insn)
2001 {
2002   rtx dest = SET_DEST (pat);
2003
2004   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2005          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2006          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2007     dest = XEXP (dest, 0);
2008
2009   if (REG_P (dest))
2010     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2011   else if (MEM_P (dest))
2012     record_last_mem_set_info (insn);
2013
2014   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2015     mark_call (insn);
2016 }
2017
2018 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2019
2020 static void
2021 mark_clobber (rtx pat, rtx insn)
2022 {
2023   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2024
2025   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2026     clob = XEXP (clob, 0);
2027
2028   if (REG_P (clob))
2029     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2030   else
2031     record_last_mem_set_info (insn);
2032 }
2033
2034 /* Record things set by INSN.
2035    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2036
2037 static void
2038 mark_oprs_set (rtx insn)
2039 {
2040   rtx pat = PATTERN (insn);
2041   int i;
2042
2043   if (GET_CODE (pat) == SET)
2044     mark_set (pat, insn);
2045   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2046     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2047       {
2048         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2049
2050         if (GET_CODE (x) == SET)
2051           mark_set (x, insn);
2052         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2053           mark_clobber (x, insn);
2054         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2055           mark_call (insn);
2056       }
2057
2058   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2059     mark_clobber (pat, insn);
2060   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2061     mark_call (insn);
2062 }
2063
2064 \f
2065 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
2066
2067 /* Local properties of assignments.  */
2068 static sbitmap *cprop_pavloc;
2069 static sbitmap *cprop_absaltered;
2070
2071 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
2072 static sbitmap *cprop_avin;
2073 static sbitmap *cprop_avout;
2074
2075 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
2076    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
2077
2078 static void
2079 alloc_cprop_mem (int n_blocks, int n_sets)
2080 {
2081   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2082   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2083
2084   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2085   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2086 }
2087
2088 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
2089
2090 static void
2091 free_cprop_mem (void)
2092 {
2093   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
2094   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
2095   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
2096   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
2097 }
2098
2099 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
2100    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
2101    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
2102    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
2103    bit in BMAP.  */
2104
2105 static void
2106 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap, int set_p)
2107 {
2108   int i, j;
2109   enum rtx_code code;
2110   const char *fmt;
2111
2112   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2113      can't do it when there's no return value.  */
2114  repeat:
2115
2116   if (x == 0)
2117     return;
2118
2119   code = GET_CODE (x);
2120   switch (code)
2121     {
2122     case REG:
2123       if (set_p)
2124         {
2125           df_ref def;
2126           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
2127                def;
2128                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
2129             SET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
2130         }
2131       else
2132         {
2133           df_ref def;
2134           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
2135                def;
2136                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
2137             RESET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
2138         }
2139
2140       return;
2141
2142     case MEM:
2143       if (! MEM_READONLY_P (x))
2144         {
2145           bitmap_iterator bi;
2146           unsigned bb_index;
2147
2148           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
2149              do any list walking for them.  */
2150           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
2151             {
2152               if (set_p)
2153                 SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2154               else
2155                 RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2156             }
2157
2158             /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
2159                but which do not have any calls.  */
2160             EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
2161                                             blocks_with_calls,
2162                                             0, bb_index, bi)
2163               {
2164                 rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb_index];
2165
2166                 while (list_entry)
2167                   {
2168                     rtx dest, dest_addr;
2169
2170                     /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
2171                        Examine each hunk of memory that is modified.  */
2172
2173                     dest = XEXP (list_entry, 0);
2174                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2175                     dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
2176
2177                     if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
2178                                                x, NULL_RTX, rtx_addr_varies_p))
2179                       {
2180                         if (set_p)
2181                           SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2182                         else
2183                           RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2184                         break;
2185                       }
2186                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2187                   }
2188               }
2189         }
2190
2191       x = XEXP (x, 0);
2192       goto repeat;
2193
2194     case PC:
2195     case CC0: /*FIXME*/
2196     case CONST:
2197     case CONST_INT:
2198     case CONST_DOUBLE:
2199     case CONST_FIXED:
2200     case CONST_VECTOR:
2201     case SYMBOL_REF:
2202     case LABEL_REF:
2203     case ADDR_VEC:
2204     case ADDR_DIFF_VEC:
2205       return;
2206
2207     default:
2208       break;
2209     }
2210
2211   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2212     {
2213       if (fmt[i] == 'e')
2214         {
2215           /* If we are about to do the last recursive call
2216              needed at this level, change it into iteration.
2217              This function is called enough to be worth it.  */
2218           if (i == 0)
2219             {
2220               x = XEXP (x, i);
2221               goto repeat;
2222             }
2223
2224           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
2225         }
2226       else if (fmt[i] == 'E')
2227         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2228           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
2229     }
2230 }
2231
2232 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
2233    propagation.  */
2234
2235 static void
2236 compute_cprop_data (void)
2237 {
2238   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, &set_hash_table);
2239   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
2240                      cprop_avout, cprop_avin);
2241 }
2242 \f
2243 /* Copy/constant propagation.  */
2244
2245 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
2246 #define MAX_USES 8
2247
2248 /* Table of uses found in an insn.
2249    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
2250 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
2251
2252 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
2253 static int reg_use_count;
2254
2255 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
2256    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
2257    and contains the number of uses in the table upon exit.
2258
2259    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
2260    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
2261
2262 static void
2263 find_used_regs (rtx *xptr, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2264 {
2265   int i, j;
2266   enum rtx_code code;
2267   const char *fmt;
2268   rtx x = *xptr;
2269
2270   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2271      can't do it when there's no return value.  */
2272  repeat:
2273   if (x == 0)
2274     return;
2275
2276   code = GET_CODE (x);
2277   if (REG_P (x))
2278     {
2279       if (reg_use_count == MAX_USES)
2280         return;
2281
2282       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
2283       reg_use_count++;
2284     }
2285
2286   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
2287
2288   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2289     {
2290       if (fmt[i] == 'e')
2291         {
2292           /* If we are about to do the last recursive call
2293              needed at this level, change it into iteration.
2294              This function is called enough to be worth it.  */
2295           if (i == 0)
2296             {
2297               x = XEXP (x, 0);
2298               goto repeat;
2299             }
2300
2301           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
2302         }
2303       else if (fmt[i] == 'E')
2304         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2305           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
2306     }
2307 }
2308
2309 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
2310    Returns nonzero is successful.  */
2311
2312 static int
2313 try_replace_reg (rtx from, rtx to, rtx insn)
2314 {
2315   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2316   rtx src = 0;
2317   int success = 0;
2318   rtx set = single_set (insn);
2319
2320   /* Usually we substitute easy stuff, so we won't copy everything.
2321      We however need to take care to not duplicate non-trivial CONST
2322      expressions.  */
2323   to = copy_rtx (to);
2324
2325   validate_replace_src_group (from, to, insn);
2326   if (num_changes_pending () && apply_change_group ())
2327     success = 1;
2328
2329   /* Try to simplify SET_SRC if we have substituted a constant.  */
2330   if (success && set && CONSTANT_P (to))
2331     {
2332       src = simplify_rtx (SET_SRC (set));
2333
2334       if (src)
2335         validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0);
2336     }
2337
2338   /* If there is already a REG_EQUAL note, update the expression in it
2339      with our replacement.  */
2340   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
2341     set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL,
2342                          simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to));
2343   if (!success && set && reg_mentioned_p (from, SET_SRC (set)))
2344     {
2345       /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
2346          the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
2347          SETs, but it probably won't buy us anything.  */
2348       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
2349
2350       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
2351           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
2352         success = 1;
2353
2354       /* If we've failed to do replacement, have a single SET, don't already
2355          have a note, and have no special SET, add a REG_EQUAL note to not
2356          lose information.  */
2357       if (!success && note == 0 && set != 0
2358           && GET_CODE (SET_DEST (set)) != ZERO_EXTRACT
2359           && GET_CODE (SET_DEST (set)) != STRICT_LOW_PART)
2360         note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2361     }
2362
2363   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
2364      We don't allow that. Remove that note. This code ought
2365      not to happen, because previous code ought to synthesize
2366      reg-reg move, but be on the safe side.  */
2367   if (note && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL && REG_P (XEXP (note, 0)))
2368     remove_note (insn, note);
2369
2370   return success;
2371 }
2372
2373 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
2374    NULL no such set is found.  */
2375
2376 static struct expr *
2377 find_avail_set (int regno, rtx insn)
2378 {
2379   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
2380      use in a substitution.  */
2381   struct expr *set1 = 0;
2382
2383   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
2384      available at the start of the block containing INSN.  i.e. we would
2385      need two sets like this available at the start of the block:
2386
2387        (set (reg X) (reg Y))
2388        (set (reg Y) (reg X))
2389
2390      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
2391      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
2392   while (1)
2393     {
2394       rtx src;
2395       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2396
2397       /* Find a set that is available at the start of the block
2398          which contains INSN.  */
2399       while (set)
2400         {
2401           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_FOR_INSN (insn)->index],
2402                         set->bitmap_index))
2403             break;
2404           set = next_set (regno, set);
2405         }
2406
2407       /* If no available set was found we've reached the end of the
2408          (possibly empty) copy chain.  */
2409       if (set == 0)
2410         break;
2411
2412       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2413
2414       src = SET_SRC (set->expr);
2415
2416       /* We know the set is available.
2417          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
2418          have changed since the start of the block).
2419
2420          If the source operand changed, we may still use it for the next
2421          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
2422
2423       if (gcse_constant_p (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
2424         set1 = set;
2425
2426       /* If the source of the set is anything except a register, then
2427          we have reached the end of the copy chain.  */
2428       if (! REG_P (src))
2429         break;
2430
2431       /* Follow the copy chain, i.e. start another iteration of the loop
2432          and see if we have an available copy into SRC.  */
2433       regno = REGNO (src);
2434     }
2435
2436   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
2437      INSN.  */
2438   return set1;
2439 }
2440
2441 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
2442    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
2443    it is the instruction that immediately precedes JUMP, and must be a
2444    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
2445    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
2446    if a change was made.  */
2447
2448 static int
2449 cprop_jump (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump, rtx from, rtx src)
2450 {
2451   rtx new_rtx, set_src, note_src;
2452   rtx set = pc_set (jump);
2453   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (jump);
2454
2455   if (note)
2456     {
2457       note_src = XEXP (note, 0);
2458       if (GET_CODE (note_src) == EXPR_LIST)
2459         note_src = NULL_RTX;
2460     }
2461   else note_src = NULL_RTX;
2462
2463   /* Prefer REG_EQUAL notes except those containing EXPR_LISTs.  */
2464   set_src = note_src ? note_src : SET_SRC (set);
2465
2466   /* First substitute the SETCC condition into the JUMP instruction,
2467      then substitute that given values into this expanded JUMP.  */
2468   if (setcc != NULL_RTX
2469       && !modified_between_p (from, setcc, jump)
2470       && !modified_between_p (src, setcc, jump))
2471     {
2472       rtx setcc_src;
2473       rtx setcc_set = single_set (setcc);
2474       rtx setcc_note = find_reg_equal_equiv_note (setcc);
2475       setcc_src = (setcc_note && GET_CODE (XEXP (setcc_note, 0)) != EXPR_LIST)
2476                 ? XEXP (setcc_note, 0) : SET_SRC (setcc_set);
2477       set_src = simplify_replace_rtx (set_src, SET_DEST (setcc_set),
2478                                       setcc_src);
2479     }
2480   else
2481     setcc = NULL_RTX;
2482
2483   new_rtx = simplify_replace_rtx (set_src, from, src);
2484
2485   /* If no simplification can be made, then try the next register.  */
2486   if (rtx_equal_p (new_rtx, SET_SRC (set)))
2487     return 0;
2488
2489   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
2490   if (new_rtx == pc_rtx)
2491     delete_insn (jump);
2492   else
2493     {
2494       /* Ensure the value computed inside the jump insn to be equivalent
2495          to one computed by setcc.  */
2496       if (setcc && modified_in_p (new_rtx, setcc))
2497         return 0;
2498       if (! validate_unshare_change (jump, &SET_SRC (set), new_rtx, 0))
2499         {
2500           /* When (some) constants are not valid in a comparison, and there
2501              are two registers to be replaced by constants before the entire
2502              comparison can be folded into a constant, we need to keep
2503              intermediate information in REG_EQUAL notes.  For targets with
2504              separate compare insns, such notes are added by try_replace_reg.
2505              When we have a combined compare-and-branch instruction, however,
2506              we need to attach a note to the branch itself to make this
2507              optimization work.  */
2508
2509           if (!rtx_equal_p (new_rtx, note_src))
2510             set_unique_reg_note (jump, REG_EQUAL, copy_rtx (new_rtx));
2511           return 0;
2512         }
2513
2514       /* Remove REG_EQUAL note after simplification.  */
2515       if (note_src)
2516         remove_note (jump, note);
2517      }
2518
2519 #ifdef HAVE_cc0
2520   /* Delete the cc0 setter.  */
2521   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
2522     delete_insn (setcc);
2523 #endif
2524
2525   global_const_prop_count++;
2526   if (dump_file != NULL)
2527     {
2528       fprintf (dump_file,
2529                "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
2530                REGNO (from), INSN_UID (jump));
2531       print_rtl (dump_file, src);
2532       fprintf (dump_file, "\n");
2533     }
2534   purge_dead_edges (bb);
2535
2536   /* If a conditional jump has been changed into unconditional jump, remove
2537      the jump and make the edge fallthru - this is always called in
2538      cfglayout mode.  */
2539   if (new_rtx != pc_rtx && simplejump_p (jump))
2540     {
2541       edge e;
2542       edge_iterator ei;
2543
2544       for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); ei_next (&ei))
2545         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
2546             && BB_HEAD (e->dest) == JUMP_LABEL (jump))
2547           {
2548             e->flags |= EDGE_FALLTHRU;
2549             break;
2550           }
2551       delete_insn (jump);
2552     }
2553
2554   return 1;
2555 }
2556
2557 static bool
2558 constprop_register (rtx insn, rtx from, rtx to)
2559 {
2560   rtx sset;
2561
2562   /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
2563      conditional branch instructions first.  */
2564   if ((sset = single_set (insn)) != NULL
2565       && NEXT_INSN (insn)
2566       && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn)) && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
2567     {
2568       rtx dest = SET_DEST (sset);
2569       if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
2570           && cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), insn, NEXT_INSN (insn), from, to))
2571         return 1;
2572     }
2573
2574   /* Handle normal insns next.  */
2575   if (NONJUMP_INSN_P (insn)
2576       && try_replace_reg (from, to, insn))
2577     return 1;
2578
2579   /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
2580      We're pretty specific about what we will handle in this
2581      code, we can extend this as necessary over time.
2582
2583      Right now the insn in question must look like
2584      (set (pc) (if_then_else ...))  */
2585   else if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
2586     return cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), NULL, insn, from, to);
2587   return 0;
2588 }
2589
2590 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
2591    The result is nonzero if a change was made.  */
2592
2593 static int
2594 cprop_insn (rtx insn)
2595 {
2596   struct reg_use *reg_used;
2597   int changed = 0;
2598   rtx note;
2599
2600   if (!INSN_P (insn))
2601     return 0;
2602
2603   reg_use_count = 0;
2604   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
2605
2606   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2607
2608   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
2609   if (note)
2610     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2611
2612   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2613        reg_used++, reg_use_count--)
2614     {
2615       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
2616       rtx pat, src;
2617       struct expr *set;
2618
2619       /* If the register has already been set in this block, there's
2620          nothing we can do.  */
2621       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
2622         continue;
2623
2624       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
2625          at the start of the block.  */
2626       set = find_avail_set (regno, insn);
2627       if (! set)
2628         continue;
2629
2630       pat = set->expr;
2631       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
2632       gcc_assert (GET_CODE (pat) == SET);
2633
2634       src = SET_SRC (pat);
2635
2636       /* Constant propagation.  */
2637       if (gcse_constant_p (src))
2638         {
2639           if (constprop_register (insn, reg_used->reg_rtx, src))
2640             {
2641               changed = 1;
2642               global_const_prop_count++;
2643               if (dump_file != NULL)
2644                 {
2645                   fprintf (dump_file, "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ", regno);
2646                   fprintf (dump_file, "insn %d with constant ", INSN_UID (insn));
2647                   print_rtl (dump_file, src);
2648                   fprintf (dump_file, "\n");
2649                 }
2650               if (INSN_DELETED_P (insn))
2651                 return 1;
2652             }
2653         }
2654       else if (REG_P (src)
2655                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2656                && REGNO (src) != regno)
2657         {
2658           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
2659             {
2660               changed = 1;
2661               global_copy_prop_count++;
2662               if (dump_file != NULL)
2663                 {
2664                   fprintf (dump_file, "GLOBAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2665                            regno, INSN_UID (insn));
2666                   fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
2667                 }
2668
2669               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
2670                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
2671               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
2672                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
2673                  and made things worse.  */
2674             }
2675         }
2676     }
2677
2678   if (changed && DEBUG_INSN_P (insn))
2679     return 0;
2680
2681   return changed;
2682 }
2683
2684 /* Like find_used_regs, but avoid recording uses that appear in
2685    input-output contexts such as zero_extract or pre_dec.  This
2686    restricts the cases we consider to those for which local cprop
2687    can legitimately make replacements.  */
2688
2689 static void
2690 local_cprop_find_used_regs (rtx *xptr, void *data)
2691 {
2692   rtx x = *xptr;
2693
2694   if (x == 0)
2695     return;
2696
2697   switch (GET_CODE (x))
2698     {
2699     case ZERO_EXTRACT:
2700     case SIGN_EXTRACT:
2701     case STRICT_LOW_PART:
2702       return;
2703
2704     case PRE_DEC:
2705     case PRE_INC:
2706     case POST_DEC:
2707     case POST_INC:
2708     case PRE_MODIFY:
2709     case POST_MODIFY:
2710       /* Can only legitimately appear this early in the context of
2711          stack pushes for function arguments, but handle all of the
2712          codes nonetheless.  */
2713       return;
2714
2715     case SUBREG:
2716       /* Setting a subreg of a register larger than word_mode leaves
2717          the non-written words unchanged.  */
2718       if (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (x))) > BITS_PER_WORD)
2719         return;
2720       break;
2721
2722     default:
2723       break;
2724     }
2725
2726   find_used_regs (xptr, data);
2727 }
2728
2729 /* Try to perform local const/copy propagation on X in INSN.  */
2730
2731 static bool
2732 do_local_cprop (rtx x, rtx insn)
2733 {
2734   rtx newreg = NULL, newcnst = NULL;
2735
2736   /* Rule out USE instructions and ASM statements as we don't want to
2737      change the hard registers mentioned.  */
2738   if (REG_P (x)
2739       && (REGNO (x) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2740           || (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
2741               && asm_noperands (PATTERN (insn)) < 0)))
2742     {
2743       cselib_val *val = cselib_lookup (x, GET_MODE (x), 0);
2744       struct elt_loc_list *l;
2745
2746       if (!val)
2747         return false;
2748       for (l = val->locs; l; l = l->next)
2749         {
2750           rtx this_rtx = l->loc;
2751           rtx note;
2752
2753           if (gcse_constant_p (this_rtx))
2754             newcnst = this_rtx;
2755           if (REG_P (this_rtx) && REGNO (this_rtx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2756               /* Don't copy propagate if it has attached REG_EQUIV note.
2757                  At this point this only function parameters should have
2758                  REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2759                  explicitly, it means address of parameter has been taken,
2760                  so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2761               && (!(note = find_reg_note (l->setting_insn, REG_EQUIV, NULL_RTX))
2762                   || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
2763             newreg = this_rtx;
2764         }
2765       if (newcnst && constprop_register (insn, x, newcnst))
2766         {
2767           if (dump_file != NULL)
2768             {
2769               fprintf (dump_file, "LOCAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
2770                        REGNO (x));
2771               fprintf (dump_file, "insn %d with constant ",
2772                        INSN_UID (insn));
2773               print_rtl (dump_file, newcnst);
2774               fprintf (dump_file, "\n");
2775             }
2776           local_const_prop_count++;
2777           return true;
2778         }
2779       else if (newreg && newreg != x && try_replace_reg (x, newreg, insn))
2780         {
2781           if (dump_file != NULL)
2782             {
2783               fprintf (dump_file,
2784                        "LOCAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2785                        REGNO (x), INSN_UID (insn));
2786               fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (newreg));
2787             }
2788           local_copy_prop_count++;
2789           return true;
2790         }
2791     }
2792   return false;
2793 }
2794
2795 /* Do local const/copy propagation (i.e. within each basic block).  */
2796
2797 static int
2798 local_cprop_pass (void)
2799 {
2800   basic_block bb;
2801   rtx insn;
2802   struct reg_use *reg_used;
2803   bool changed = false;
2804
2805   cselib_init (0);
2806   FOR_EACH_BB (bb)
2807     {
2808       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2809         {
2810           if (INSN_P (insn))
2811             {
2812               rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2813               do
2814                 {
2815                   reg_use_count = 0;
2816                   note_uses (&PATTERN (insn), local_cprop_find_used_regs,
2817                              NULL);
2818                   if (note)
2819                     local_cprop_find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2820
2821                   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2822                        reg_used++, reg_use_count--)
2823                     {
2824                       if (do_local_cprop (reg_used->reg_rtx, insn))
2825                         {
2826                           changed = true;
2827                           break;
2828                         }
2829                     }
2830                   if (INSN_DELETED_P (insn))
2831                     break;
2832                 }
2833               while (reg_use_count);
2834             }
2835           cselib_process_insn (insn);
2836         }
2837
2838       /* Forget everything at the end of a basic block.  */
2839       cselib_clear_table ();
2840     }
2841
2842   cselib_finish ();
2843
2844   return changed;
2845 }
2846
2847 /* Similar to get_condition, only the resulting condition must be
2848    valid at JUMP, instead of at EARLIEST.
2849
2850    This differs from noce_get_condition in ifcvt.c in that we prefer not to
2851    settle for the condition variable in the jump instruction being integral.
2852    We prefer to be able to record the value of a user variable, rather than
2853    the value of a temporary used in a condition.  This could be solved by
2854    recording the value of *every* register scanned by canonicalize_condition,
2855    but this would require some code reorganization.  */
2856
2857 rtx
2858 fis_get_condition (rtx jump)
2859 {
2860   return get_condition (jump, NULL, false, true);
2861 }
2862
2863 /* Check the comparison COND to see if we can safely form an implicit set from
2864    it.  COND is either an EQ or NE comparison.  */
2865
2866 static bool
2867 implicit_set_cond_p (const_rtx cond)
2868 {
2869   const enum machine_mode mode = GET_MODE (XEXP (cond, 0));
2870   const_rtx cst = XEXP (cond, 1);
2871
2872   /* We can't perform this optimization if either operand might be or might
2873      contain a signed zero.  */
2874   if (HONOR_SIGNED_ZEROS (mode))
2875     {
2876       /* It is sufficient to check if CST is or contains a zero.  We must
2877          handle float, complex, and vector.  If any subpart is a zero, then
2878          the optimization can't be performed.  */
2879       /* ??? The complex and vector checks are not implemented yet.  We just
2880          always return zero for them.  */
2881       if (GET_CODE (cst) == CONST_DOUBLE)
2882         {
2883           REAL_VALUE_TYPE d;
2884           REAL_VALUE_FROM_CONST_DOUBLE (d, cst);
2885           if (REAL_VALUES_EQUAL (d, dconst0))
2886             return 0;
2887         }
2888       else
2889         return 0;
2890     }
2891
2892   return gcse_constant_p (cst);
2893 }
2894
2895 /* Find the implicit sets of a function.  An "implicit set" is a constraint
2896    on the value of a variable, implied by a conditional jump.  For example,
2897    following "if (x == 2)", the then branch may be optimized as though the
2898    conditional performed an "explicit set", in this example, "x = 2".  This
2899    function records the set patterns that are implicit at the start of each
2900    basic block.
2901
2902    FIXME: This would be more effective if critical edges are pre-split.  As
2903           it is now, we can't record implicit sets for blocks that have
2904           critical successor edges.  This results in missed optimizations
2905           and in more (unnecessary) work in cfgcleanup.c:thread_jump().  */
2906
2907 static void
2908 find_implicit_sets (void)
2909 {
2910   basic_block bb, dest;
2911   unsigned int count;
2912   rtx cond, new_rtx;
2913
2914   count = 0;
2915   FOR_EACH_BB (bb)
2916     /* Check for more than one successor.  */
2917     if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 1)
2918       {
2919         cond = fis_get_condition (BB_END (bb));
2920
2921         if (cond
2922             && (GET_CODE (cond) == EQ || GET_CODE (cond) == NE)
2923             && REG_P (XEXP (cond, 0))
2924             && REGNO (XEXP (cond, 0)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2925             && implicit_set_cond_p (cond))
2926           {
2927             dest = GET_CODE (cond) == EQ ? BRANCH_EDGE (bb)->dest
2928                                          : FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
2929
2930             if (dest
2931                 /* Record nothing for a critical edge.  */
2932                 && single_pred_p (dest)
2933                 && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
2934               {
2935                 new_rtx = gen_rtx_SET (VOIDmode, XEXP (cond, 0),
2936                                              XEXP (cond, 1));
2937                 implicit_sets[dest->index] = new_rtx;
2938                 if (dump_file)
2939                   {
2940                     fprintf(dump_file, "Implicit set of reg %d in ",
2941                             REGNO (XEXP (cond, 0)));
2942                     fprintf(dump_file, "basic block %d\n", dest->index);
2943                   }
2944                 count++;
2945               }
2946           }
2947       }
2948
2949   if (dump_file)
2950     fprintf (dump_file, "Found %d implicit sets\n", count);
2951 }
2952
2953 /* Bypass conditional jumps.  */
2954
2955 /* The value of last_basic_block at the beginning of the jump_bypass
2956    pass.  The use of redirect_edge_and_branch_force may introduce new
2957    basic blocks, but the data flow analysis is only valid for basic
2958    block indices less than bypass_last_basic_block.  */
2959
2960 static int bypass_last_basic_block;
2961
2962 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
2963    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
2964    find_avail_set.  */
2965
2966 static struct expr *
2967 find_bypass_set (int regno, int bb)
2968 {
2969   struct expr *result = 0;
2970
2971   for (;;)
2972     {
2973       rtx src;
2974       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2975
2976       while (set)
2977         {
2978           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
2979             break;
2980           set = next_set (regno, set);
2981         }
2982
2983       if (set == 0)
2984         break;
2985
2986       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2987
2988       src = SET_SRC (set->expr);
2989       if (gcse_constant_p (src))
2990         result = set;
2991
2992       if (! REG_P (src))
2993         break;
2994
2995       regno = REGNO (src);
2996     }
2997   return result;
2998 }
2999
3000
3001 /* Subroutine of bypass_block that checks whether a pseudo is killed by
3002    any of the instructions inserted on an edge.  Jump bypassing places
3003    condition code setters on CFG edges using insert_insn_on_edge.  This
3004    function is required to check that our data flow analysis is still
3005    valid prior to commit_edge_insertions.  */
3006
3007 static bool
3008 reg_killed_on_edge (const_rtx reg, const_edge e)
3009 {
3010   rtx insn;
3011
3012   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3013     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3014       return true;
3015
3016   return false;
3017 }
3018
3019 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
3020    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
3021    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
3022    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
3023    Returns nonzero if a change was made.
3024
3025    During the jump bypassing pass, we may place copies of SETCC instructions
3026    on CFG edges.  The following routine must be careful to pay attention to
3027    these inserted insns when performing its transformations.  */
3028
3029 static int
3030 bypass_block (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump)
3031 {
3032   rtx insn, note;
3033   edge e, edest;
3034   int i, change;
3035   int may_be_loop_header;
3036   unsigned removed_p;
3037   edge_iterator ei;
3038
3039   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
3040
3041   /* Determine set of register uses in INSN.  */
3042   reg_use_count = 0;
3043   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
3044   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3045   if (note)
3046     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
3047
3048   may_be_loop_header = false;
3049   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3050     if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
3051       {
3052         may_be_loop_header = true;
3053         break;
3054       }
3055
3056   change = 0;
3057   for (ei = ei_start (bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)); )
3058     {
3059       removed_p = 0;
3060
3061       if (e->flags & EDGE_COMPLEX)
3062         {
3063           ei_next (&ei);
3064           continue;
3065         }
3066
3067       /* We can't redirect edges from new basic blocks.  */
3068       if (e->src->index >= bypass_last_basic_block)
3069         {
3070           ei_next (&ei);
3071           continue;
3072         }
3073
3074       /* The irreducible loops created by redirecting of edges entering the
3075          loop from outside would decrease effectiveness of some of the following
3076          optimizations, so prevent this.  */
3077       if (may_be_loop_header
3078           && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
3079         {
3080           ei_next (&ei);
3081           continue;
3082         }
3083
3084       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
3085         {
3086           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
3087           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
3088           basic_block dest, old_dest;
3089           struct expr *set;
3090           rtx src, new_rtx;
3091
3092           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
3093
3094           if (! set)
3095             continue;
3096
3097           /* Check the data flow is valid after edge insertions.  */
3098           if (e->insns.r && reg_killed_on_edge (reg_used->reg_rtx, e))
3099             continue;
3100
3101           src = SET_SRC (pc_set (jump));
3102
3103           if (setcc != NULL)
3104             src = simplify_replace_rtx (src,
3105                                         SET_DEST (PATTERN (setcc)),
3106                                         SET_SRC (PATTERN (setcc)));
3107
3108           new_rtx = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
3109                                           SET_SRC (set->expr));
3110
3111           /* Jump bypassing may have already placed instructions on
3112              edges of the CFG.  We can't bypass an outgoing edge that
3113              has instructions associated with it, as these insns won't
3114              get executed if the incoming edge is redirected.  */
3115
3116           if (new_rtx == pc_rtx)
3117             {
3118               edest = FALLTHRU_EDGE (bb);
3119               dest = edest->insns.r ? NULL : edest->dest;
3120             }
3121           else if (GET_CODE (new_rtx) == LABEL_REF)
3122             {
3123               dest = BLOCK_FOR_INSN (XEXP (new_rtx, 0));
3124               /* Don't bypass edges containing instructions.  */
3125               edest = find_edge (bb, dest);
3126               if (edest && edest->insns.r)
3127                 dest = NULL;
3128             }
3129           else
3130             dest = NULL;
3131
3132           /* Avoid unification of the edge with other edges from original
3133              branch.  We would end up emitting the instruction on "both"
3134              edges.  */
3135
3136           if (dest && setcc && !CC0_P (SET_DEST (PATTERN (setcc)))
3137               && find_edge (e->src, dest))
3138             dest = NULL;
3139
3140           old_dest = e->dest;
3141           if (dest != NULL
3142               && dest != old_dest
3143               && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
3144             {
3145               redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
3146
3147               /* Copy the register setter to the redirected edge.
3148                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
3149               if (setcc)
3150                 {
3151                   rtx pat = PATTERN (setcc);
3152                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
3153                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
3154                 }
3155
3156               if (dump_file != NULL)
3157                 {
3158                   fprintf (dump_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d "
3159                                       "in jump_insn %d equals constant ",
3160                            regno, INSN_UID (jump));
3161                   print_rtl (dump_file, SET_SRC (set->expr));
3162                   fprintf (dump_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
3163                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
3164                 }
3165               change = 1;
3166               removed_p = 1;
3167               break;
3168             }
3169         }
3170       if (!removed_p)
3171         ei_next (&ei);
3172     }
3173   return change;
3174 }
3175
3176 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
3177    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
3178    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
3179    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.
3180
3181    This function is now mis-named, because we also handle indirect jumps.  */
3182
3183 static int
3184 bypass_conditional_jumps (void)
3185 {
3186   basic_block bb;
3187   int changed;
3188   rtx setcc;
3189   rtx insn;
3190   rtx dest;
3191
3192   /* Note we start at block 1.  */
3193   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3194     return 0;
3195
3196   bypass_last_basic_block = last_basic_block;
3197   mark_dfs_back_edges ();
3198
3199   changed = 0;
3200   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
3201                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3202     {
3203       /* Check for more than one predecessor.  */
3204       if (!single_pred_p (bb))
3205         {
3206           setcc = NULL_RTX;
3207           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3208             if (DEBUG_INSN_P (insn))
3209               continue;
3210             else if (NONJUMP_INSN_P (insn))
3211               {
3212                 if (setcc)
3213                   break;
3214                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
3215                   break;
3216
3217                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3218                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
3219                   setcc = insn;
3220                 else
3221                   break;
3222               }
3223             else if (JUMP_P (insn))
3224               {
3225                 if ((any_condjump_p (insn) || computed_jump_p (insn))
3226                     && onlyjump_p (insn))
3227                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
3228                 break;
3229               }
3230             else if (INSN_P (insn))
3231               break;
3232         }
3233     }
3234
3235   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
3236      copy on the redirected edge.  These need to be committed.  */
3237   if (changed)
3238     commit_edge_insertions ();
3239
3240   return changed;
3241 }
3242 \f
3243 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
3244
3245 /* Local properties of expressions.  */
3246 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
3247 static sbitmap *transp;
3248
3249 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
3250 static sbitmap *comp;
3251
3252 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
3253 static sbitmap *antloc;
3254
3255 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
3256    point.  */
3257 static sbitmap *pre_optimal;
3258
3259 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
3260 static sbitmap *pre_redundant;
3261
3262 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
3263 static sbitmap *pre_insert_map;
3264
3265 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
3266 static sbitmap *pre_delete_map;
3267
3268 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
3269 static struct edge_list *edge_list;
3270
3271 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
3272
3273 static void
3274 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
3275 {
3276   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3277   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3278   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3279
3280   pre_optimal = NULL;
3281   pre_redundant = NULL;
3282   pre_insert_map = NULL;
3283   pre_delete_map = NULL;
3284   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3285
3286   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
3287 }
3288
3289 /* Free vars used for PRE analysis.  */
3290
3291 static void
3292 free_pre_mem (void)
3293 {
3294   sbitmap_vector_free (transp);
3295   sbitmap_vector_free (comp);
3296
3297   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
3298
3299   if (pre_optimal)
3300     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
3301   if (pre_redundant)
3302     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
3303   if (pre_insert_map)
3304     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
3305   if (pre_delete_map)
3306     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
3307
3308   transp = comp = NULL;
3309   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
3310 }
3311
3312 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
3313    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
3314    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
3315    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
3316    can be clobbered by calls.  */
3317
3318 static void
3319 prune_expressions (bool pre_p)
3320 {
3321   sbitmap prune_exprs;
3322   unsigned int ui;
3323   basic_block bb;
3324
3325   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
3326   sbitmap_zero (prune_exprs);
3327   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
3328     {
3329       struct expr *e;
3330       for (e = expr_hash_table.table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
3331         {
3332           /* Note potentially trapping expressions.  */
3333           if (may_trap_p (e->expr))
3334             {
3335               SET_BIT (prune_exprs, e->bitmap_index);
3336               continue;
3337             }
3338
3339           if (!pre_p && MEM_P (e->expr))
3340             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
3341                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
3342                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
3343                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
3344                constant memory references can be hoisted along abnormal
3345                edges.  */
3346             {
3347               if (GET_CODE (XEXP (e->expr, 0)) == SYMBOL_REF
3348                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (e->expr, 0)))
3349                 continue;
3350
3351               if (MEM_READONLY_P (e->expr)
3352                   && !MEM_VOLATILE_P (e->expr)
3353                   && MEM_NOTRAP_P (e->expr))
3354                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
3355                 continue;
3356
3357               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
3358                  analysis to determine if this mem is actually killed
3359                  by this call.  */
3360
3361               SET_BIT (prune_exprs, e->bitmap_index);
3362             }
3363         }
3364     }
3365
3366   FOR_EACH_BB (bb)
3367     {
3368       edge e;
3369       edge_iterator ei;
3370
3371       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
3372          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
3373          because we won't be able to properly place the instruction on
3374          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
3375          This is fairly conservative.
3376
3377          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
3378          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
3379          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
3380          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
3381          jump instructions that could clobber the expression.  It would
3382          be best to implement this check along the lines of
3383          hoist_expr_reaches_here_p where the target block is already known
3384          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
3385          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
3386       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3387         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
3388             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
3389           {
3390             sbitmap_difference (antloc[bb->index],
3391                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
3392             sbitmap_difference (transp[bb->index],
3393                                 transp[bb->index], prune_exprs);
3394             break;
3395           }
3396     }
3397
3398   sbitmap_free (prune_exprs);
3399 }
3400
3401 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
3402
3403 static void
3404 compute_pre_data (void)
3405 {
3406   basic_block bb;
3407
3408   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
3409   prune_expressions (true);
3410   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
3411
3412   /* Compute ae_kill for each basic block using:
3413
3414      ~(TRANSP | COMP)
3415   */
3416
3417   FOR_EACH_BB (bb)
3418     {
3419       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
3420       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
3421     }
3422
3423   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
3424                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
3425   sbitmap_vector_free (antloc);
3426   antloc = NULL;
3427   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3428   ae_kill = NULL;
3429 }
3430 \f
3431 /* PRE utilities */
3432
3433 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
3434    block BB.
3435
3436    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3437    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3438
3439    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3440    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3441    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3442    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3443    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3444    the closest such expression.  */
3445
3446 static int
3447 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb, char *visited)
3448 {
3449   edge pred;
3450   edge_iterator ei;
3451
3452   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3453     {
3454       basic_block pred_bb = pred->src;
3455
3456       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
3457           /* Has predecessor has already been visited?  */
3458           || visited[pred_bb->index])
3459         ;/* Nothing to do.  */
3460
3461       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3462       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3463         {
3464           /* Is this the occurrence we're looking for?
3465              Note that there's only one generating occurrence per block
3466              so we just need to check the block number.  */
3467           if (occr_bb == pred_bb)
3468             return 1;
3469
3470           visited[pred_bb->index] = 1;
3471         }
3472       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3473       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3474         visited[pred_bb->index] = 1;
3475
3476       /* Neither gen nor kill.  */
3477       else
3478         {
3479           visited[pred_bb->index] = 1;
3480           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
3481             return 1;
3482         }
3483     }
3484
3485   /* All paths have been checked.  */
3486   return 0;
3487 }
3488
3489 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
3490    memory allocated for that function is returned.  */
3491
3492 static int
3493 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
3494 {
3495   int rval;
3496   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
3497
3498   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
3499
3500   free (visited);
3501   return rval;
3502 }
3503 \f
3504
3505 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
3506    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
3507    the value of BB.  */
3508
3509 static rtx
3510 process_insert_insn (struct expr *expr)
3511 {
3512   rtx reg = expr->reaching_reg;
3513   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
3514   rtx pat;
3515
3516   start_sequence ();
3517
3518   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
3519      just copy it to a register.  */
3520   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
3521     emit_move_insn (reg, exp);
3522
3523   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
3524      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
3525      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
3526   else
3527     {
3528       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
3529
3530       if (insn_invalid_p (insn))
3531         gcc_unreachable ();
3532     }
3533
3534
3535   pat = get_insns ();
3536   end_sequence ();
3537
3538   return pat;
3539 }
3540
3541 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
3542
3543    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
3544
3545 static void
3546 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
3547 {
3548   rtx insn = BB_END (bb);
3549   rtx new_insn;
3550   rtx reg = expr->reaching_reg;
3551   int regno = REGNO (reg);
3552   rtx pat, pat_end;
3553
3554   pat = process_insert_insn (expr);
3555   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
3556
3557   pat_end = pat;
3558   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
3559     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
3560
3561   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
3562      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
3563      instructions in presence of non-call exceptions.  */
3564
3565   if (JUMP_P (insn)
3566       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
3567           && (!single_succ_p (bb)
3568               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
3569     {
3570 #ifdef HAVE_cc0
3571       rtx note;
3572 #endif
3573
3574       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
3575          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
3576          the new instruction just before the tablejump.  */
3577       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
3578           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
3579         insn = prev_real_insn (insn);
3580
3581 #ifdef HAVE_cc0
3582       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
3583          if cc0 isn't set.  */
3584       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
3585       if (note)
3586         insn = XEXP (note, 0);
3587       else
3588         {
3589           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
3590           if (maybe_cc0_setter
3591               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
3592               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
3593             insn = maybe_cc0_setter;
3594         }
3595 #endif
3596       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
3597       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
3598     }
3599
3600   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
3601      of exception handling.  */
3602   else if (CALL_P (insn)
3603            && (!single_succ_p (bb)
3604                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
3605     {
3606       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
3607          in registers, we search backward and place the instructions before
3608          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
3609          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
3610
3611       /* Since different machines initialize their parameter registers
3612          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
3613          parameter registers.  */
3614       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
3615
3616       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
3617          before the first parameter load.
3618
3619          If we did not find all the parameter loads, then we might have
3620          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
3621          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
3622          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
3623          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
3624       while (LABEL_P (insn)
3625              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
3626         insn = NEXT_INSN (insn);
3627
3628       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
3629     }
3630   else
3631     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
3632
3633   while (1)
3634     {
3635       if (INSN_P (pat))
3636         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
3637       if (pat == pat_end)
3638         break;
3639       pat = NEXT_INSN (pat);
3640     }
3641
3642   gcse_create_count++;
3643
3644   if (dump_file)
3645     {
3646       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
3647                bb->index, INSN_UID (new_insn));
3648       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
3649                expr->bitmap_index, regno);
3650     }
3651 }
3652
3653 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
3654    the expressions fully redundant.  */
3655
3656 static int
3657 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
3658 {
3659   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
3660   sbitmap *inserted;
3661
3662   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
3663      if it reaches any of the deleted expressions.  */
3664
3665   set_size = pre_insert_map[0]->size;
3666   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
3667   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
3668   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
3669
3670   for (e = 0; e < num_edges; e++)
3671     {
3672       int indx;
3673       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
3674
3675       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
3676         {
3677           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
3678
3679           for (j = indx; insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems; j++, insert >>= 1)
3680             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
3681               {
3682                 struct expr *expr = index_map[j];
3683                 struct occr *occr;
3684
3685                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
3686                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3687                   {
3688                     if (! occr->deleted_p)
3689                       continue;
3690
3691                     /* Insert this expression on this edge if it would
3692                        reach the deleted occurrence in BB.  */
3693                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
3694                       {
3695                         rtx insn;
3696                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
3697
3698                         /* We can't insert anything on an abnormal and
3699                            critical edge, so we insert the insn at the end of
3700                            the previous block. There are several alternatives
3701                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
3702                            handling this situation.  This one is easiest for
3703                            now.  */
3704
3705                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
3706                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
3707                         else
3708                           {
3709                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
3710                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
3711                           }
3712
3713                         if (dump_file)
3714                           {
3715                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
3716                                      bb->index,
3717                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
3718                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
3719                                      expr->bitmap_index);
3720                           }
3721
3722                         update_ld_motion_stores (expr);
3723                         SET_BIT (inserted[e], j);
3724                         did_insert = 1;
3725                         gcse_create_count++;
3726                       }
3727                   }
3728               }
3729         }
3730     }
3731
3732   sbitmap_vector_free (inserted);
3733   return did_insert;
3734 }
3735
3736 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
3737    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
3738      reaching_reg <- old_reg
3739    it's better to do the following:
3740      reaching_reg <- expr
3741      old_reg      <- reaching_reg
3742    because this way copy propagation can discover additional PRE
3743    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
3744    When "expr" is a store, i.e.
3745    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
3746      reaching_reg <- old_reg
3747    it's better to add it before as follows:
3748      reaching_reg <- old_reg
3749      MEM          <- reaching_reg.  */
3750
3751 static void
3752 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
3753 {
3754   rtx reg = expr->reaching_reg;
3755   int regno = REGNO (reg);
3756   int indx = expr->bitmap_index;
3757   rtx pat = PATTERN (insn);
3758   rtx set, first_set, new_insn;
3759   rtx old_reg;
3760   int i;
3761
3762   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
3763   switch (GET_CODE (pat))
3764     {
3765     case SET:
3766       set = pat;
3767       break;
3768
3769     case PARALLEL:
3770       /* Search through the parallel looking for the set whose
3771          source was the expression that we're interested in.  */
3772       first_set = NULL_RTX;
3773       set = NULL_RTX;
3774       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
3775         {
3776           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
3777           if (GET_CODE (x) == SET)
3778             {
3779               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
3780                  may not find an equivalent expression, but in this
3781                  case the PARALLEL will have a single set.  */
3782               if (first_set == NULL_RTX)
3783                 first_set = x;
3784               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
3785                 {
3786                   set = x;
3787                   break;
3788                 }
3789             }
3790         }
3791
3792       gcc_assert (first_set);
3793       if (set == NULL_RTX)
3794         set = first_set;
3795       break;
3796
3797     default:
3798       gcc_unreachable ();
3799     }
3800
3801   if (REG_P (SET_DEST (set)))
3802     {
3803       old_reg = SET_DEST (set);
3804       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
3805       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
3806         {
3807           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
3808           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3809         }
3810       else
3811         {
3812           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
3813           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3814         }
3815     }
3816   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
3817     {
3818       old_reg = SET_SRC (set);
3819       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
3820
3821       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
3822       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
3823         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
3824       else
3825         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3826     }
3827
3828   gcse_create_count++;
3829
3830   if (dump_file)
3831     fprintf (dump_file,
3832              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
3833               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
3834               INSN_UID (insn), regno);
3835 }
3836
3837 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
3838    to `reaching_reg'.  */
3839
3840 static void
3841 pre_insert_copies (void)
3842 {
3843   unsigned int i, added_copy;
3844   struct expr *expr;
3845   struct occr *occr;
3846   struct occr *avail;
3847
3848   /* For each available expression in the table, copy the result to
3849      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
3850
3851      ??? The current algorithm is rather brute force.
3852      Need to do some profiling.  */
3853
3854   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3855     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
3856       {
3857         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
3858            we don't want to insert a copy here because the expression may not
3859            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
3860            deleted.  This test also avoids further processing if the
3861            expression wasn't deleted anywhere.  */
3862         if (expr->reaching_reg == NULL)
3863           continue;
3864
3865         /* Set when we add a copy for that expression.  */
3866         added_copy = 0;
3867
3868         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3869           {
3870             if (! occr->deleted_p)
3871               continue;
3872
3873             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
3874               {
3875                 rtx insn = avail->insn;
3876
3877                 /* No need to handle this one if handled already.  */
3878                 if (avail->copied_p)
3879                   continue;
3880
3881                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
3882                 if (INSN_DELETED_P (insn))
3883                   continue;
3884
3885                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
3886                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
3887                                                expr,
3888                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
3889                   continue;
3890
3891                 added_copy = 1;
3892
3893                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
3894                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
3895                 avail->copied_p = 1;
3896               }
3897           }
3898
3899           if (added_copy)
3900             update_ld_motion_stores (expr);
3901       }
3902 }
3903
3904 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
3905    in INSN.  */
3906 static rtx
3907 gcse_emit_move_after (rtx src, rtx dest, rtx insn)
3908 {
3909   rtx new_rtx;
3910   rtx set = single_set (insn), set2;
3911   rtx note;
3912   rtx eqv;
3913
3914   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
3915      we've verified to be valid.  */
3916
3917   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
3918
3919   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
3920   set2 = single_set (new_rtx);
3921   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
3922     return new_rtx;
3923   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
3924     eqv = XEXP (note, 0);
3925   else
3926     eqv = SET_SRC (set);
3927
3928   set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
3929
3930   return new_rtx;
3931 }
3932
3933 /* Delete redundant computations.
3934    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
3935    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
3936    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
3937
3938    Returns nonzero if a change is made.  */
3939
3940 static int
3941 pre_delete (void)
3942 {
3943   unsigned int i;
3944   int changed;
3945   struct expr *expr;
3946   struct occr *occr;
3947
3948   changed = 0;
3949   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3950     for (expr = expr_hash_table.table[i];
3951          expr != NULL;
3952          expr = expr->next_same_hash)
3953       {
3954         int indx = expr->bitmap_index;
3955
3956         /* We only need to search antic_occr since we require
3957            ANTLOC != 0.  */
3958
3959         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3960           {
3961             rtx insn = occr->insn;
3962             rtx set;
3963             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3964
3965             /* We only delete insns that have a single_set.  */
3966             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx)
3967                 && (set = single_set (insn)) != 0
3968                 && dbg_cnt (pre_insn))
3969               {
3970                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3971                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
3972                    the mode of the original destination pseudo.  */
3973                 if (expr->reaching_reg == NULL)
3974                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3975
3976                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
3977                 delete_insn (insn);
3978                 occr->deleted_p = 1;
3979                 changed = 1;
3980                 gcse_subst_count++;
3981
3982                 if (dump_file)
3983                   {
3984                     fprintf (dump_file,
3985                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
3986                                INSN_UID (insn), indx);
3987                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
3988                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
3989                   }
3990               }
3991           }
3992       }
3993
3994   return changed;
3995 }
3996
3997 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
3998    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
3999    has been done.
4000
4001    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
4002    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
4003    Compiler Design and Implementation.
4004
4005    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
4006    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
4007    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
4008    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
4009    through the block.
4010
4011    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
4012    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
4013    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
4014    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
4015    redundancies.  */
4016
4017 static int
4018 pre_gcse (void)
4019 {
4020   unsigned int i;
4021   int did_insert, changed;
4022   struct expr **index_map;
4023   struct expr *expr;
4024
4025   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4026      hash table entry.  */
4027
4028   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4029   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4030     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4031       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4032
4033   /* Delete the redundant insns first so that
4034      - we know what register to use for the new insns and for the other
4035        ones with reaching expressions
4036      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
4037
4038   changed = pre_delete ();
4039   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
4040
4041   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
4042      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
4043   pre_insert_copies ();
4044   if (did_insert)
4045     {
4046       commit_edge_insertions ();
4047       changed = 1;
4048     }
4049
4050   free (index_map);
4051   return changed;
4052 }
4053
4054 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
4055
4056    Return nonzero if a change was made.  */
4057
4058 static int
4059 one_pre_gcse_pass (void)
4060 {
4061   int changed = 0;
4062
4063   gcse_subst_count = 0;
4064   gcse_create_count = 0;
4065
4066   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
4067   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
4068       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
4069     return 0;
4070
4071   /* We need alias.  */
4072   init_alias_analysis ();
4073
4074   bytes_used = 0;
4075   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
4076   alloc_gcse_mem ();
4077
4078   alloc_hash_table (&expr_hash_table, 0);
4079   add_noreturn_fake_exit_edges ();
4080   if (flag_gcse_lm)
4081     compute_ld_motion_mems ();
4082
4083   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4084   trim_ld_motion_mems ();
4085   if (dump_file)
4086     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
4087
4088   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
4089     {
4090       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
4091       compute_pre_data ();
4092       changed |= pre_gcse ();
4093       free_edge_list (edge_list);
4094       free_pre_mem ();
4095     }
4096
4097   free_ldst_mems ();
4098   remove_fake_exit_edges ();
4099   free_hash_table (&expr_hash_table);
4100
4101   free_gcse_mem ();
4102   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
4103
4104   /* We are finished with alias.  */
4105   end_alias_analysis ();
4106
4107   if (dump_file)
4108     {
4109       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
4110                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
4111       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
4112                gcse_subst_count, gcse_create_count);
4113     }
4114
4115   return changed;
4116 }
4117 \f
4118 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
4119    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
4120    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
4121    that note, because the following loop optimization pass requires
4122    them.  */
4123
4124 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
4125    then we would not need to do this here, because jump would add the
4126    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
4127
4128 static void
4129 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
4130 {
4131   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
4132   int i, j;
4133   const char *fmt;
4134
4135   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
4136     {
4137       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
4138          avoid flow generating (slightly) worse code.
4139
4140          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
4141          mark_jump_label for additional information).  */
4142
4143       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
4144          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
4145          notes.  */
4146       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
4147       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
4148
4149       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
4150         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
4151
4152       return;
4153     }
4154
4155   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
4156     {
4157       if (fmt[i] == 'e')
4158         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
4159       else if (fmt[i] == 'E')
4160         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4161           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
4162     }
4163 }
4164
4165 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
4166
4167 /* Very busy expressions.  */
4168 static sbitmap *hoist_vbein;
4169 static sbitmap *hoist_vbeout;
4170
4171 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
4172    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
4173    more effective than the tail merging code in jump.c.
4174
4175    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
4176    code hoisting.  It would be nice.  */
4177
4178 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
4179
4180 static void
4181 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
4182 {
4183   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4184   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4185   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4186
4187   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4188   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4189 }
4190
4191 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
4192
4193 static void
4194 free_code_hoist_mem (void)
4195 {
4196   sbitmap_vector_free (antloc);
4197   sbitmap_vector_free (transp);
4198   sbitmap_vector_free (comp);
4199
4200   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
4201   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
4202
4203   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4204 }
4205
4206 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
4207
4208    An expression is very busy if all paths from a given point
4209    compute the expression.  */
4210
4211 static void
4212 compute_code_hoist_vbeinout (void)
4213 {
4214   int changed, passes;
4215   basic_block bb;
4216
4217   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
4218   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
4219
4220   passes = 0;
4221   changed = 1;
4222
4223   while (changed)
4224     {
4225       changed = 0;
4226
4227       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
4228          the convergence.  */
4229       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
4230         {
4231           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
4232             {
4233               sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
4234                                              hoist_vbein, bb->index);
4235
4236               /* Include expressions in VBEout that are calculated
4237                  in BB and available at its end.  */
4238               sbitmap_a_or_b (hoist_vbeout[bb->index],
4239                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
4240             }
4241
4242           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index],
4243                                               antloc[bb->index],
4244                                               hoist_vbeout[bb->index],
4245                                               transp[bb->index]);
4246         }
4247
4248       passes++;
4249     }
4250
4251   if (dump_file)
4252     {
4253       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
4254
4255       FOR_EACH_BB (bb)
4256         {
4257           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
4258           dump_sbitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
4259           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
4260           dump_sbitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
4261         }
4262     }
4263 }
4264
4265 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
4266
4267 static void
4268 compute_code_hoist_data (void)
4269 {
4270   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
4271   prune_expressions (false);
4272   compute_code_hoist_vbeinout ();
4273   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4274   if (dump_file)
4275     fprintf (dump_file, "\n");
4276 }
4277
4278 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
4279    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
4280    Stop the search if the expression would need to be moved more
4281    than DISTANCE instructions.
4282
4283    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
4284    to me that the expression must either be computed or transparent in
4285    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
4286    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
4287    the expression wasn't a loop invariant.
4288
4289    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
4290    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
4291    paths.  */
4292
4293 static int
4294 hoist_expr_reaches_here_p (basic_block expr_bb, int expr_index, basic_block bb,
4295                            char *visited, int distance, int *bb_size)
4296 {
4297   edge pred;
4298   edge_iterator ei;
4299   int visited_allocated_locally = 0;
4300
4301   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
4302      is exhausted.  */
4303   if (distance > 0)
4304     {
4305       distance -= bb_size[bb->index];
4306
4307       if (distance <= 0)
4308         return 0;
4309     }
4310   else
4311     gcc_assert (distance == 0);
4312
4313   if (visited == NULL)
4314     {
4315       visited_allocated_locally = 1;
4316       visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
4317     }
4318
4319   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
4320     {
4321       basic_block pred_bb = pred->src;
4322
4323       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
4324         break;
4325       else if (pred_bb == expr_bb)
4326         continue;
4327       else if (visited[pred_bb->index])
4328         continue;
4329
4330       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
4331         break;
4332
4333       /* Not killed.  */
4334       else
4335         {
4336           visited[pred_bb->index] = 1;
4337           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, pred_bb,
4338                                            visited, distance, bb_size))
4339             break;
4340         }
4341     }
4342   if (visited_allocated_locally)
4343     free (visited);
4344
4345   return (pred == NULL);
4346 }
4347 \f
4348 /* Find occurence in BB.  */
4349 static struct occr *
4350 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
4351 {
4352   /* Find the right occurrence of this expression.  */
4353   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
4354     occr = occr->next;
4355
4356   return occr;
4357 }
4358
4359 /* Actually perform code hoisting.  */
4360
4361 static int
4362 hoist_code (void)
4363 {
4364   basic_block bb, dominated;
4365   VEC (basic_block, heap) *dom_tree_walk;
4366   unsigned int dom_tree_walk_index;
4367   VEC (basic_block, heap) *domby;
4368   unsigned int i,j;
4369   struct expr **index_map;
4370   struct expr *expr;
4371   int *to_bb_head;
4372   int *bb_size;
4373   int changed = 0;
4374
4375   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4376      hash table entry.  */
4377
4378   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4379   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4380     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4381       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4382
4383   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
4384      each instruction is from the start of its block.  We then use this
4385      data to restrict distance an expression can travel.  */
4386
4387   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
4388   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block);
4389
4390   FOR_EACH_BB (bb)
4391     {
4392       rtx insn;
4393       rtx bb_end;
4394       int to_head;
4395
4396       insn = BB_HEAD (bb);
4397       bb_end = BB_END (bb);
4398       to_head = 0;
4399
4400       while (insn != bb_end)
4401         {
4402           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
4403              decision choices.  */
4404           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
4405             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
4406
4407           insn = NEXT_INSN (insn);
4408         }
4409
4410       bb_size[bb->index] = to_head;
4411     }
4412
4413   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR->succs) == 1
4414               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR, 0)->dest
4415                   == ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb));
4416
4417   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
4418                                             ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb);
4419
4420   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
4421      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
4422   for (dom_tree_walk_index = 0;
4423        VEC_iterate (basic_block, dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb);
4424        dom_tree_walk_index++)
4425     {
4426       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
4427
4428       if (VEC_length (basic_block, domby) == 0)
4429         continue;
4430
4431       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
4432          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
4433       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
4434         {
4435           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
4436             {
4437               /* Current expression.  */
4438               struct expr *expr = index_map[i];
4439               /* Number of occurences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
4440               int hoistable = 0;
4441               /* Basic blocks that have occurences reachable from BB.  */
4442               bitmap_head _from_bbs, *from_bbs = &_from_bbs;
4443               /* Occurences reachable from BB.  */
4444               VEC (occr_t, heap) *occrs_to_hoist = NULL;
4445               /* We want to insert the expression into BB only once, so
4446                  note when we've inserted it.  */
4447               int insn_inserted_p;
4448               occr_t occr;
4449
4450               bitmap_initialize (from_bbs, 0);
4451
4452               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
4453                  BB, hoist all occurences dominated by BB to BB.  */
4454               if (TEST_BIT (comp[bb->index], i))
4455                 {
4456                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
4457
4458                   if (occr)
4459                     {
4460                       /* An occurence might've been already deleted
4461                          while processing a dominator of BB.  */
4462                       if (occr->deleted_p)
4463                         gcc_assert (MAX_HOIST_DEPTH > 1);
4464                       else
4465                         {
4466                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
4467                           hoistable++;
4468                         }
4469                     }
4470                   else
4471                     hoistable++;
4472                 }
4473
4474               /* We've found a potentially hoistable expression, now
4475                  we look at every block BB dominates to see if it
4476                  computes the expression.  */
4477               for (j = 0; VEC_iterate (basic_block, domby, j, dominated); j++)
4478                 {
4479                   int max_distance;
4480
4481                   /* Ignore self dominance.  */
4482                   if (bb == dominated)
4483                     continue;
4484                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
4485                      the busy expression and whether or not moving that
4486                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
4487                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
4488                     continue;
4489
4490                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
4491                   gcc_assert (occr);
4492
4493                   /* An occurence might've been already deleted
4494                      while processing a dominator of BB.  */
4495                   if (occr->deleted_p)
4496                     {
4497                       gcc_assert (MAX_HOIST_DEPTH > 1);
4498                       continue;
4499                     }
4500                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
4501
4502                   max_distance = expr->max_distance;
4503                   if (max_distance > 0)
4504                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
4505                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
4506                        only part of it.  */
4507                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
4508                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
4509
4510                   /* Note if the expression would reach the dominated block
4511                      unimpared if it was placed at the end of BB.
4512
4513                      Keep track of how many times this expression is hoistable
4514                      from a dominated block into BB.  */
4515                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL,
4516                                                  max_distance, bb_size))
4517                     {
4518                       hoistable++;
4519                       VEC_safe_push (occr_t, heap,
4520                                      occrs_to_hoist, occr);
4521                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
4522                     }
4523                 }
4524
4525               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
4526                  expression, then note it in the vector of expressions to
4527                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
4528                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
4529                  allocation.  One could increase this value to try harder
4530                  to avoid any possible code expansion due to register
4531                  allocation issues; however experiments have shown that
4532                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
4533                  from two successors, so raising this threshold is likely
4534                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
4535               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
4536                 {
4537                   /* If (hoistable != VEC_length), then there is
4538                      an occurence of EXPR in BB itself.  Don't waste
4539                      time looking for LCA in this case.  */
4540                   if ((unsigned) hoistable
4541                       == VEC_length (occr_t, occrs_to_hoist))
4542                     {
4543                       basic_block lca;
4544
4545                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
4546                                                               from_bbs);
4547                       if (lca != bb)
4548                         /* Punt, it's better to hoist these occurences to
4549                            LCA.  */
4550                         VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
4551                     }
4552                 }
4553               else
4554                 /* Punt, no point hoisting a single occurence.  */
4555                 VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
4556
4557               insn_inserted_p = 0;
4558
4559               /* Walk through occurences of I'th expressions we want
4560                  to hoist to BB and make the transformations.  */
4561               for (j = 0;
4562                    VEC_iterate (occr_t, occrs_to_hoist, j, occr);
4563                    j++)
4564                 {
4565                   rtx insn;
4566                   rtx set;
4567
4568                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
4569
4570                   insn = occr->insn;
4571                   set = single_set (insn);
4572                   gcc_assert (set);
4573
4574                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4575                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
4576                      from the mode of the original destination pseudo.
4577
4578                      It is important to use new pseudos whenever we
4579                      emit a set.  This will allow reload to use
4580                      rematerialization for such registers.  */
4581                   if (!insn_inserted_p)
4582                     expr->reaching_reg
4583                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
4584
4585                   gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set),
4586                                         insn);
4587                   delete_insn (insn);
4588                   occr->deleted_p = 1;
4589                   changed = 1;
4590                   gcse_subst_count++;
4591
4592                   if (!insn_inserted_p)
4593                     {
4594                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
4595                       insn_inserted_p = 1;
4596                     }
4597                 }
4598
4599               VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
4600               bitmap_clear (from_bbs);
4601             }
4602         }
4603       VEC_free (basic_block, heap, domby);
4604     }
4605
4606   VEC_free (basic_block, heap, dom_tree_walk);
4607   free (bb_size);
4608   free (to_bb_head);
4609   free (index_map);
4610
4611   return changed;
4612 }
4613
4614 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
4615
4616    Return nonzero if a change was made.  */
4617
4618 static int
4619 one_code_hoisting_pass (void)
4620 {
4621   int changed = 0;
4622
4623   gcse_subst_count = 0;
4624   gcse_create_count = 0;
4625
4626   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
4627   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
4628       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
4629     return 0;
4630
4631   doing_code_hoisting_p = true;
4632
4633   /* We need alias.  */
4634   init_alias_analysis ();
4635
4636   bytes_used = 0;
4637   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
4638   alloc_gcse_mem ();
4639
4640   alloc_hash_table (&expr_hash_table, 0);
4641   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4642   if (dump_file)
4643     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
4644
4645   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
4646     {
4647       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
4648       compute_code_hoist_data ();
4649       changed = hoist_code ();
4650       free_code_hoist_mem ();
4651     }
4652
4653   free_hash_table (&expr_hash_table);
4654   free_gcse_mem ();
4655   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
4656
4657   /* We are finished with alias.  */
4658   end_alias_analysis ();
4659
4660   if (dump_file)
4661     {
4662       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
4663                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
4664       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
4665                gcse_subst_count, gcse_create_count);
4666     }
4667
4668   doing_code_hoisting_p = false;
4669
4670   return changed;
4671 }
4672 \f
4673 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
4674     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
4675     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
4676
4677             int i;
4678             float a[10];
4679
4680             void foo(float scale)
4681             {
4682               for (i=0; i<10; i++)
4683                 a[i] *= scale;
4684             }
4685
4686     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
4687     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
4688     of the loop.
4689
4690       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
4691     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
4692     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
4693
4694       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
4695     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
4696     in the loop.  */
4697
4698 static hashval_t
4699 pre_ldst_expr_hash (const void *p)
4700 {
4701   int do_not_record_p = 0;
4702   const struct ls_expr *const x = (const struct ls_expr *) p;
4703   return hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
4704 }
4705
4706 static int
4707 pre_ldst_expr_eq (const void *p1, const void *p2)
4708 {
4709   const struct ls_expr *const ptr1 = (const struct ls_expr *) p1,
4710     *const ptr2 = (const struct ls_expr *) p2;
4711   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
4712 }
4713
4714 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
4715    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
4716
4717 static struct ls_expr *
4718 ldst_entry (rtx x)
4719 {
4720   int do_not_record_p = 0;
4721   struct ls_expr * ptr;
4722   unsigned int hash;
4723   void **slot;
4724   struct ls_expr e;
4725
4726   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
4727                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
4728
4729   e.pattern = x;
4730   slot = htab_find_slot_with_hash (pre_ldst_table, &e, hash, INSERT);
4731   if (*slot)
4732     return (struct ls_expr *)*slot;
4733
4734   ptr = XNEW (struct ls_expr);
4735
4736   ptr->next         = pre_ldst_mems;
4737   ptr->expr         = NULL;
4738   ptr->pattern      = x;
4739   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
4740   ptr->loads        = NULL_RTX;
4741   ptr->stores       = NULL_RTX;
4742   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
4743   ptr->invalid      = 0;
4744   ptr->index        = 0;
4745   ptr->hash_index   = hash;
4746   pre_ldst_mems     = ptr;
4747   *slot = ptr;
4748
4749   return ptr;
4750 }
4751
4752 /* Free up an individual ldst entry.  */
4753
4754 static void
4755 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
4756 {
4757   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
4758   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
4759
4760   free (ptr);
4761 }
4762
4763 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
4764
4765 static void
4766 free_ldst_mems (void)
4767 {
4768   if (pre_ldst_table)
4769     htab_delete (pre_ldst_table);
4770   pre_ldst_table = NULL;
4771
4772   while (pre_ldst_mems)
4773     {
4774       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
4775
4776       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
4777
4778       free_ldst_entry (tmp);
4779     }
4780
4781   pre_ldst_mems = NULL;
4782 }
4783
4784 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
4785
4786 static void
4787 print_ldst_list (FILE * file)
4788 {
4789   struct ls_expr * ptr;
4790
4791   fprintf (file, "LDST list: \n");
4792
4793   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
4794     {
4795       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
4796
4797       print_rtl (file, ptr->pattern);
4798
4799       fprintf (file, "\n         Loads : ");
4800
4801       if (ptr->loads)
4802         print_rtl (file, ptr->loads);
4803       else
4804         fprintf (file, "(nil)");
4805
4806       fprintf (file, "\n        Stores : ");
4807
4808       if (ptr->stores)
4809         print_rtl (file, ptr->stores);
4810       else
4811         fprintf (file, "(nil)");
4812
4813       fprintf (file, "\n\n");
4814     }
4815
4816   fprintf (file, "\n");
4817 }
4818
4819 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
4820
4821 static struct ls_expr *
4822 find_rtx_in_ldst (rtx x)
4823 {
4824   struct ls_expr e;
4825   void **slot;
4826   if (!pre_ldst_table)
4827     return NULL;
4828   e.pattern = x;
4829   slot = htab_find_slot (pre_ldst_table, &e, NO_INSERT);
4830   if (!slot || ((struct ls_expr *)*slot)->invalid)
4831     return NULL;
4832   return (struct ls_expr *) *slot;
4833 }
4834
4835 /* Return first item in the list.  */
4836
4837 static inline struct ls_expr *
4838 first_ls_expr (void)
4839 {
4840   return pre_ldst_mems;
4841 }
4842
4843 /* Return the next item in the list after the specified one.  */
4844
4845 static inline struct ls_expr *
4846 next_ls_expr (struct ls_expr * ptr)
4847 {
4848   return ptr->next;
4849 }
4850 \f
4851 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
4852
4853 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
4854    side effects. These are the types of loads we consider for the
4855    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
4856
4857 static int
4858 simple_mem (const_rtx x)
4859 {
4860   if (! MEM_P (x))
4861     return 0;
4862
4863   if (MEM_VOLATILE_P (x))
4864     return 0;
4865
4866   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
4867     return 0;
4868
4869   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
4870      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
4871      continue.  */
4872   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
4873     return 0;
4874
4875   if (side_effects_p (x))
4876     return 0;
4877
4878   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
4879   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
4880     return 0;
4881
4882   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
4883     return 0;
4884
4885   return 1;
4886 }
4887
4888 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
4889    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
4890    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
4891    loads since the aliasing code will allow all entries in the
4892    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
4893    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
4894    fix it up.  */
4895
4896 static void
4897 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
4898 {
4899   const char * fmt;
4900   int i, j;
4901   struct ls_expr * ptr;
4902
4903   /* Invalidate it in the list.  */
4904   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
4905     {
4906       ptr = ldst_entry (x);
4907       ptr->invalid = 1;
4908     }
4909
4910   /* Recursively process the insn.  */
4911   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
4912
4913   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
4914     {
4915       if (fmt[i] == 'e')
4916         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
4917       else if (fmt[i] == 'E')
4918         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4919           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
4920     }
4921 }
4922
4923 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
4924    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
4925    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
4926    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
4927    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
4928    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
4929    later.  */
4930
4931 static void
4932 compute_ld_motion_mems (void)
4933 {
4934   struct ls_expr * ptr;
4935   basic_block bb;
4936   rtx insn;
4937
4938   pre_ldst_mems = NULL;
4939   pre_ldst_table = htab_create (13, pre_ldst_expr_hash,
4940                                 pre_ldst_expr_eq, NULL);
4941
4942   FOR_EACH_BB (bb)
4943     {
4944       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
4945         {
4946           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
4947             {
4948               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
4949                 {
4950                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
4951                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4952
4953                   /* Check for a simple LOAD...  */
4954                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
4955                     {
4956                       ptr = ldst_entry (src);
4957                       if (REG_P (dest))
4958                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
4959                       else
4960                         ptr->invalid = 1;
4961                     }
4962                   else
4963                     {
4964                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
4965                       invalidate_any_buried_refs (src);
4966                     }
4967
4968                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
4969                      will block any movement we might do later. We only care
4970                      about this exact pattern since those are the only
4971                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
4972                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
4973                     {
4974                       ptr = ldst_entry (dest);
4975
4976                       if (! MEM_P (src)
4977                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
4978                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
4979                              returns 0 for all REGs.  */
4980                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4981                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4982                       else
4983                         ptr->invalid = 1;
4984                     }
4985                 }
4986               else
4987                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4988             }
4989         }
4990     }
4991 }
4992
4993 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4994    expression list for pre gcse.  */
4995
4996 static void
4997 trim_ld_motion_mems (void)
4998 {
4999   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
5000   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
5001
5002   while (ptr != NULL)
5003     {
5004       struct expr * expr;
5005
5006       /* Delete if entry has been made invalid.  */
5007       if (! ptr->invalid)
5008         {
5009           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
5010           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
5011
5012           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
5013                expr != NULL;
5014                expr = expr->next_same_hash)
5015             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
5016               break;
5017         }
5018       else
5019         expr = (struct expr *) 0;
5020
5021       if (expr)
5022         {
5023           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
5024           ptr->expr = expr;
5025           last = & ptr->next;
5026           ptr = ptr->next;
5027         }
5028       else
5029         {
5030           *last = ptr->next;
5031           htab_remove_elt_with_hash (pre_ldst_table, ptr, ptr->hash_index);
5032           free_ldst_entry (ptr);
5033           ptr = * last;
5034         }
5035     }
5036
5037   /* Show the world what we've found.  */
5038   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
5039     print_ldst_list (dump_file);
5040 }
5041
5042 /* This routine will take an expression which we are replacing with
5043    a reaching register, and update any stores that are needed if
5044    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
5045    copying their SRC to the reaching register, and then storing
5046    the reaching register into the store location. These keeps the
5047    correct value in the reaching register for the loads.  */
5048
5049 static void
5050 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
5051 {
5052   struct ls_expr * mem_ptr;
5053
5054   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
5055     {
5056       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
5057          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
5058          dead and should be eliminated later.  */
5059
5060       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
5061          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
5062          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
5063          (set reg expr) in that insn.  */
5064       rtx list = mem_ptr->stores;
5065
5066       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
5067         {
5068           rtx insn = XEXP (list, 0);
5069           rtx pat = PATTERN (insn);
5070           rtx src = SET_SRC (pat);
5071           rtx reg = expr->reaching_reg;
5072           rtx copy;
5073
5074           /* If we've already copied it, continue.  */
5075           if (expr->reaching_reg == src)
5076             continue;
5077
5078           if (dump_file)
5079             {
5080               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
5081               print_rtl (dump_file, expr->reaching_reg);
5082               fprintf (dump_file, ":\n  ");
5083               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
5084               fprintf (dump_file, "\n");
5085             }
5086
5087           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
5088           emit_insn_before (copy, insn);
5089           SET_SRC (pat) = reg;
5090           df_insn_rescan (insn);
5091
5092           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
5093           INSN_CODE (insn) = -1;
5094           gcse_create_count++;
5095         }
5096     }
5097 }
5098 \f
5099 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
5100    optimization about to be performed.  */
5101
5102 static bool
5103 is_too_expensive (const char *pass)
5104 {
5105   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5106      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5107      particularly useful.
5108
5109      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
5110      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
5111      which have a couple switch statements.  Rather than simply
5112      threshold the number of blocks, uses something with a more
5113      graceful degradation.  */
5114   if (n_edges > 20000 + n_basic_blocks * 4)
5115     {
5116       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
5117                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
5118                pass, n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
5119
5120       return true;
5121     }
5122
5123   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
5124      storage it's better just to disable the optimization.  */
5125   if ((n_basic_blocks
5126        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
5127        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
5128     {
5129       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
5130                "%s: %d basic blocks and %d registers",
5131                pass, n_basic_blocks, max_reg_num ());
5132
5133       return true;
5134     }
5135
5136   return false;
5137 }
5138
5139 \f
5140 /* Main function for the CPROP pass.  */
5141
5142 static int
5143 one_cprop_pass (void)
5144 {
5145   int changed = 0;
5146
5147   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
5148   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
5149       || is_too_expensive (_ ("const/copy propagation disabled")))
5150     return 0;
5151
5152   global_const_prop_count = local_const_prop_count = 0;
5153   global_copy_prop_count = local_copy_prop_count = 0;
5154
5155   bytes_used = 0;
5156   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
5157   alloc_gcse_mem ();
5158
5159   /* Do a local const/copy propagation pass first.  The global pass
5160      only handles global opportunities.
5161      If the local pass changes something, remove any unreachable blocks
5162      because the CPROP global dataflow analysis may get into infinite
5163      loops for CFGs with unreachable blocks.
5164
5165      FIXME: This local pass should not be necessary after CSE (but for
5166             some reason it still is).  It is also (proven) not necessary
5167             to run the local pass right after FWPWOP.
5168
5169      FIXME: The global analysis would not get into infinite loops if it
5170             would use the DF solver (via df_simple_dataflow) instead of
5171             the solver implemented in this file.  */
5172   if (local_cprop_pass ())
5173     {
5174       delete_unreachable_blocks ();
5175       df_analyze ();
5176     }
5177
5178   /* Determine implicit sets.  */
5179   implicit_sets = XCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
5180   find_implicit_sets ();
5181
5182   alloc_hash_table (&set_hash_table, 1);
5183   compute_hash_table (&set_hash_table);
5184
5185   /* Free implicit_sets before peak usage.  */
5186   free (implicit_sets);
5187   implicit_sets = NULL;
5188
5189   if (dump_file)
5190     dump_hash_table (dump_file, "SET", &set_hash_table);
5191   if (set_hash_table.n_elems > 0)
5192     {
5193       basic_block bb;
5194       rtx insn;
5195
5196       alloc_cprop_mem (last_basic_block, set_hash_table.n_elems);
5197       compute_cprop_data ();
5198
5199       FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
5200         {
5201           /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since
5202              the start of the block].  */
5203           reset_opr_set_tables ();
5204
5205           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
5206             if (INSN_P (insn))
5207               {
5208                 changed |= cprop_insn (insn);
5209
5210                 /* Keep track of everything modified by this insn.  */
5211                 /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.
5212                        Don't call mark_oprs_set if we turned the
5213                        insn into a NOTE.  */
5214                 if (! NOTE_P (insn))
5215                   mark_oprs_set (insn);
5216               }
5217         }
5218
5219       changed |= bypass_conditional_jumps ();
5220       free_cprop_mem ();
5221     }
5222
5223   free_hash_table (&set_hash_table);
5224   free_gcse_mem ();
5225   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
5226
5227   if (dump_file)
5228     {
5229       fprintf (dump_file, "CPROP of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
5230                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
5231       fprintf (dump_file, "%d local const props, %d local copy props, ",
5232                local_const_prop_count, local_copy_prop_count);
5233       fprintf (dump_file, "%d global const props, %d global copy props\n\n",
5234                global_const_prop_count, global_copy_prop_count);
5235     }
5236
5237   return changed;
5238 }
5239
5240 \f
5241 /* All the passes implemented in this file.  Each pass has its
5242    own gate and execute function, and at the end of the file a
5243    pass definition for passes.c.
5244
5245    We do not construct an accurate cfg in functions which call
5246    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
5247    setjmp.
5248    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
5249
5250 static bool
5251 gate_rtl_cprop (void)
5252 {
5253   return optimize > 0 && flag_gcse
5254     && !cfun->calls_setjmp
5255     && dbg_cnt (cprop);
5256 }
5257
5258 static unsigned int
5259 execute_rtl_cprop (void)
5260 {
5261   delete_unreachable_blocks ();
5262   df_set_flags (DF_LR_RUN_DCE);
5263   df_analyze ();
5264   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_cprop_pass ();
5265   return 0;
5266 }
5267
5268 static bool
5269 gate_rtl_pre (void)
5270 {
5271   return optimize > 0 && flag_gcse
5272     && !cfun->calls_setjmp
5273     && optimize_function_for_speed_p (cfun)
5274     && dbg_cnt (pre);
5275 }
5276
5277 static unsigned int
5278 execute_rtl_pre (void)
5279 {
5280   delete_unreachable_blocks ();
5281   df_analyze ();
5282   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_pre_gcse_pass ();
5283   return 0;
5284 }
5285
5286 static bool
5287 gate_rtl_hoist (void)
5288 {
5289   return optimize > 0 && flag_gcse
5290     && !cfun->calls_setjmp
5291     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
5292        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
5293        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
5294     && optimize_function_for_size_p (cfun)
5295     && dbg_cnt (hoist);
5296 }
5297
5298 static unsigned int
5299 execute_rtl_hoist (void)
5300 {
5301   delete_unreachable_blocks ();
5302   df_analyze ();
5303   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_code_hoisting_pass ();
5304   return 0;
5305 }
5306
5307 struct rtl_opt_pass pass_rtl_cprop =
5308 {
5309  {
5310   RTL_PASS,
5311   "cprop",                              /* name */
5312   gate_rtl_cprop,                       /* gate */
5313   execute_rtl_cprop,                    /* execute */
5314   NULL,                                 /* sub */
5315   NULL,                                 /* next */
5316   0,                                    /* static_pass_number */
5317   TV_CPROP,                             /* tv_id */
5318   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5319   0,                                    /* properties_provided */
5320   0,                                    /* properties_destroyed */
5321   0,                                    /* todo_flags_start */
5322   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5323   TODO_dump_func |
5324   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5325  }
5326 };
5327
5328 struct rtl_opt_pass pass_rtl_pre =
5329 {
5330  {
5331   RTL_PASS,
5332   "rtl pre",                            /* name */
5333   gate_rtl_pre,                         /* gate */
5334   execute_rtl_pre,                      /* execute */
5335   NULL,                                 /* sub */
5336   NULL,                                 /* next */
5337   0,                                    /* static_pass_number */
5338   TV_PRE,                               /* tv_id */
5339   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5340   0,                                    /* properties_provided */
5341   0,                                    /* properties_destroyed */
5342   0,                                    /* todo_flags_start */
5343   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5344   TODO_dump_func |
5345   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5346  }
5347 };
5348
5349 struct rtl_opt_pass pass_rtl_hoist =
5350 {
5351  {
5352   RTL_PASS,
5353   "hoist",                              /* name */
5354   gate_rtl_hoist,                       /* gate */
5355   execute_rtl_hoist,                    /* execute */
5356   NULL,                                 /* sub */
5357   NULL,                                 /* next */
5358   0,                                    /* static_pass_number */
5359   TV_HOIST,                             /* tv_id */
5360   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5361   0,                                    /* properties_provided */
5362   0,                                    /* properties_destroyed */
5363   0,                                    /* todo_flags_start */
5364   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5365   TODO_dump_func |
5366   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5367  }
5368 };
5369
5370 #include "gt-gcse.h"