OSDN Git Service

2012-10-08 Tobias Burnus <burnus@net-b.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / postreload-gcse.c
1 /* Post reload partially redundant load elimination
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010, 2011
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "diagnostic-core.h"
26
27 #include "rtl.h"
28 #include "tree.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "regs.h"
31 #include "hard-reg-set.h"
32 #include "flags.h"
33 #include "insn-config.h"
34 #include "recog.h"
35 #include "basic-block.h"
36 #include "function.h"
37 #include "expr.h"
38 #include "except.h"
39 #include "intl.h"
40 #include "obstack.h"
41 #include "hashtab.h"
42 #include "params.h"
43 #include "target.h"
44 #include "tree-pass.h"
45 #include "dbgcnt.h"
46
47 /* The following code implements gcse after reload, the purpose of this
48    pass is to cleanup redundant loads generated by reload and other
49    optimizations that come after gcse. It searches for simple inter-block
50    redundancies and tries to eliminate them by adding moves and loads
51    in cold places.
52
53    Perform partially redundant load elimination, try to eliminate redundant
54    loads created by the reload pass.  We try to look for full or partial
55    redundant loads fed by one or more loads/stores in predecessor BBs,
56    and try adding loads to make them fully redundant.  We also check if
57    it's worth adding loads to be able to delete the redundant load.
58
59    Algorithm:
60    1. Build available expressions hash table:
61        For each load/store instruction, if the loaded/stored memory didn't
62        change until the end of the basic block add this memory expression to
63        the hash table.
64    2. Perform Redundancy elimination:
65       For each load instruction do the following:
66          perform partial redundancy elimination, check if it's worth adding
67          loads to make the load fully redundant.  If so add loads and
68          register copies and delete the load.
69    3. Delete instructions made redundant in step 2.
70
71    Future enhancement:
72      If the loaded register is used/defined between load and some store,
73      look for some other free register between load and all its stores,
74      and replace the load with a copy from this register to the loaded
75      register.
76 */
77 \f
78
79 /* Keep statistics of this pass.  */
80 static struct
81 {
82   int moves_inserted;
83   int copies_inserted;
84   int insns_deleted;
85 } stats;
86
87 /* We need to keep a hash table of expressions.  The table entries are of
88    type 'struct expr', and for each expression there is a single linked
89    list of occurrences.  */
90
91 /* The table itself.  */
92 static htab_t expr_table;
93
94 /* Expression elements in the hash table.  */
95 struct expr
96 {
97   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
98   rtx expr;
99
100   /* The same hash for this entry.  */
101   hashval_t hash;
102
103   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.  */
104   struct occr *avail_occr;
105 };
106
107 static struct obstack expr_obstack;
108
109 /* Occurrence of an expression.
110    There is at most one occurrence per basic block.  If a pattern appears
111    more than once, the last appearance is used.  */
112
113 struct occr
114 {
115   /* Next occurrence of this expression.  */
116   struct occr *next;
117   /* The insn that computes the expression.  */
118   rtx insn;
119   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
120   char deleted_p;
121 };
122
123 static struct obstack occr_obstack;
124
125 /* The following structure holds the information about the occurrences of
126    the redundant instructions.  */
127 struct unoccr
128 {
129   struct unoccr *next;
130   edge pred;
131   rtx insn;
132 };
133
134 static struct obstack unoccr_obstack;
135
136 /* Array where each element is the CUID if the insn that last set the hard
137    register with the number of the element, since the start of the current
138    basic block.
139
140    This array is used during the building of the hash table (step 1) to
141    determine if a reg is killed before the end of a basic block.
142
143    It is also used when eliminating partial redundancies (step 2) to see
144    if a reg was modified since the start of a basic block.  */
145 static int *reg_avail_info;
146
147 /* A list of insns that may modify memory within the current basic block.  */
148 struct modifies_mem
149 {
150   rtx insn;
151   struct modifies_mem *next;
152 };
153 static struct modifies_mem *modifies_mem_list;
154
155 /* The modifies_mem structs also go on an obstack, only this obstack is
156    freed each time after completing the analysis or transformations on
157    a basic block.  So we allocate a dummy modifies_mem_obstack_bottom
158    object on the obstack to keep track of the bottom of the obstack.  */
159 static struct obstack modifies_mem_obstack;
160 static struct modifies_mem  *modifies_mem_obstack_bottom;
161
162 /* Mapping of insn UIDs to CUIDs.
163    CUIDs are like UIDs except they increase monotonically in each basic
164    block, have no gaps, and only apply to real insns.  */
165 static int *uid_cuid;
166 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
167 \f
168
169 /* Helpers for memory allocation/freeing.  */
170 static void alloc_mem (void);
171 static void free_mem (void);
172
173 /* Support for hash table construction and transformations.  */
174 static bool oprs_unchanged_p (rtx, rtx, bool);
175 static void record_last_reg_set_info (rtx, rtx);
176 static void record_last_reg_set_info_regno (rtx, int);
177 static void record_last_mem_set_info (rtx);
178 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
179 static void record_opr_changes (rtx);
180
181 static void find_mem_conflicts (rtx, const_rtx, void *);
182 static int load_killed_in_block_p (int, rtx, bool);
183 static void reset_opr_set_tables (void);
184
185 /* Hash table support.  */
186 static hashval_t hash_expr (rtx, int *);
187 static hashval_t hash_expr_for_htab (const void *);
188 static int expr_equiv_p (const void *, const void *);
189 static void insert_expr_in_table (rtx, rtx);
190 static struct expr *lookup_expr_in_table (rtx);
191 static int dump_hash_table_entry (void **, void *);
192 static void dump_hash_table (FILE *);
193
194 /* Helpers for eliminate_partially_redundant_load.  */
195 static bool reg_killed_on_edge (rtx, edge);
196 static bool reg_used_on_edge (rtx, edge);
197
198 static rtx get_avail_load_store_reg (rtx);
199
200 static bool bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block);
201 static struct occr* get_bb_avail_insn (basic_block, struct occr *);
202 static void hash_scan_set (rtx);
203 static void compute_hash_table (void);
204
205 /* The work horses of this pass.  */
206 static void eliminate_partially_redundant_load (basic_block,
207                                                 rtx,
208                                                 struct expr *);
209 static void eliminate_partially_redundant_loads (void);
210 \f
211
212 /* Allocate memory for the CUID mapping array and register/memory
213    tracking tables.  */
214
215 static void
216 alloc_mem (void)
217 {
218   int i;
219   basic_block bb;
220   rtx insn;
221
222   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.  */
223   uid_cuid = XCNEWVEC (int, get_max_uid () + 1);
224   i = 1;
225   FOR_EACH_BB (bb)
226     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
227       {
228         if (INSN_P (insn))
229           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
230         else
231           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
232       }
233
234   /* Allocate the available expressions hash table.  We don't want to
235      make the hash table too small, but unnecessarily making it too large
236      also doesn't help.  The i/4 is a gcse.c relic, and seems like a
237      reasonable choice.  */
238   expr_table = htab_create (MAX (i / 4, 13),
239                             hash_expr_for_htab, expr_equiv_p, NULL);
240
241   /* We allocate everything on obstacks because we often can roll back
242      the whole obstack to some point.  Freeing obstacks is very fast.  */
243   gcc_obstack_init (&expr_obstack);
244   gcc_obstack_init (&occr_obstack);
245   gcc_obstack_init (&unoccr_obstack);
246   gcc_obstack_init (&modifies_mem_obstack);
247
248   /* Working array used to track the last set for each register
249      in the current block.  */
250   reg_avail_info = (int *) xmalloc (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
251
252   /* Put a dummy modifies_mem object on the modifies_mem_obstack, so we
253      can roll it back in reset_opr_set_tables.  */
254   modifies_mem_obstack_bottom =
255     (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
256                                            sizeof (struct modifies_mem));
257 }
258
259 /* Free memory allocated by alloc_mem.  */
260
261 static void
262 free_mem (void)
263 {
264   free (uid_cuid);
265
266   htab_delete (expr_table);
267
268   obstack_free (&expr_obstack, NULL);
269   obstack_free (&occr_obstack, NULL);
270   obstack_free (&unoccr_obstack, NULL);
271   obstack_free (&modifies_mem_obstack, NULL);
272
273   free (reg_avail_info);
274 }
275 \f
276
277 /* Hash expression X.
278    DO_NOT_RECORD_P is a boolean indicating if a volatile operand is found
279    or if the expression contains something we don't want to insert in the
280    table.  */
281
282 static hashval_t
283 hash_expr (rtx x, int *do_not_record_p)
284 {
285   *do_not_record_p = 0;
286   return hash_rtx (x, GET_MODE (x), do_not_record_p,
287                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
288 }
289
290 /* Callback for hashtab.
291    Return the hash value for expression EXP.  We don't actually hash
292    here, we just return the cached hash value.  */
293
294 static hashval_t
295 hash_expr_for_htab (const void *expp)
296 {
297   const struct expr *const exp = (const struct expr *) expp;
298   return exp->hash;
299 }
300
301 /* Callback for hashtab.
302    Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
303
304 static int
305 expr_equiv_p (const void *exp1p, const void *exp2p)
306 {
307   const struct expr *const exp1 = (const struct expr *) exp1p;
308   const struct expr *const exp2 = (const struct expr *) exp2p;
309   int equiv_p = exp_equiv_p (exp1->expr, exp2->expr, 0, true);
310
311   gcc_assert (!equiv_p || exp1->hash == exp2->hash);
312   return equiv_p;
313 }
314 \f
315
316 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
317    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
318    basic block.  */
319
320 static void
321 insert_expr_in_table (rtx x, rtx insn)
322 {
323   int do_not_record_p;
324   hashval_t hash;
325   struct expr *cur_expr, **slot;
326   struct occr *avail_occr, *last_occr = NULL;
327
328   hash = hash_expr (x, &do_not_record_p);
329
330   /* Do not insert expression in the table if it contains volatile operands,
331      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
332      to or can't handle.  */
333   if (do_not_record_p)
334     return;
335
336   /* We anticipate that redundant expressions are rare, so for convenience
337      allocate a new hash table element here already and set its fields.
338      If we don't do this, we need a hack with a static struct expr.  Anyway,
339      obstack_free is really fast and one more obstack_alloc doesn't hurt if
340      we're going to see more expressions later on.  */
341   cur_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
342                                             sizeof (struct expr));
343   cur_expr->expr = x;
344   cur_expr->hash = hash;
345   cur_expr->avail_occr = NULL;
346
347   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, cur_expr,
348                                                     hash, INSERT);
349
350   if (! (*slot))
351     /* The expression isn't found, so insert it.  */
352     *slot = cur_expr;
353   else
354     {
355       /* The expression is already in the table, so roll back the
356          obstack and use the existing table entry.  */
357       obstack_free (&expr_obstack, cur_expr);
358       cur_expr = *slot;
359     }
360
361   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
362   avail_occr = cur_expr->avail_occr;
363   while (avail_occr
364          && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
365     {
366       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
367          the list.  */
368       last_occr = avail_occr;
369       avail_occr = avail_occr->next;
370     }
371
372   if (avail_occr)
373     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
374        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
375        the last one in the block and the block is scanned from start
376        to end.  */
377     avail_occr->insn = insn;
378   else
379     {
380       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
381       avail_occr = (struct occr *) obstack_alloc (&occr_obstack,
382                                                   sizeof (struct occr));
383
384       /* First occurrence of this expression in any block?  */
385       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
386         cur_expr->avail_occr = avail_occr;
387       else
388         last_occr->next = avail_occr;
389
390       avail_occr->insn = insn;
391       avail_occr->next = NULL;
392       avail_occr->deleted_p = 0;
393     }
394 }
395 \f
396
397 /* Lookup pattern PAT in the expression hash table.
398    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
399
400 static struct expr *
401 lookup_expr_in_table (rtx pat)
402 {
403   int do_not_record_p;
404   struct expr **slot, *tmp_expr;
405   hashval_t hash = hash_expr (pat, &do_not_record_p);
406
407   if (do_not_record_p)
408     return NULL;
409
410   tmp_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
411                                             sizeof (struct expr));
412   tmp_expr->expr = pat;
413   tmp_expr->hash = hash;
414   tmp_expr->avail_occr = NULL;
415
416   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, tmp_expr,
417                                                     hash, INSERT);
418   obstack_free (&expr_obstack, tmp_expr);
419
420   if (!slot)
421     return NULL;
422   else
423     return (*slot);
424 }
425 \f
426
427 /* Dump all expressions and occurrences that are currently in the
428    expression hash table to FILE.  */
429
430 /* This helper is called via htab_traverse.  */
431 static int
432 dump_hash_table_entry (void **slot, void *filep)
433 {
434   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
435   FILE *file = (FILE *) filep;
436   struct occr *occr;
437
438   fprintf (file, "expr: ");
439   print_rtl (file, expr->expr);
440   fprintf (file,"\nhashcode: %u\n", expr->hash);
441   fprintf (file,"list of occurrences:\n");
442   occr = expr->avail_occr;
443   while (occr)
444     {
445       rtx insn = occr->insn;
446       print_rtl_single (file, insn);
447       fprintf (file, "\n");
448       occr = occr->next;
449     }
450   fprintf (file, "\n");
451   return 1;
452 }
453
454 static void
455 dump_hash_table (FILE *file)
456 {
457   fprintf (file, "\n\nexpression hash table\n");
458   fprintf (file, "size %ld, %ld elements, %f collision/search ratio\n",
459            (long) htab_size (expr_table),
460            (long) htab_elements (expr_table),
461            htab_collisions (expr_table));
462   if (htab_elements (expr_table) > 0)
463     {
464       fprintf (file, "\n\ntable entries:\n");
465       htab_traverse (expr_table, dump_hash_table_entry, file);
466     }
467   fprintf (file, "\n");
468 }
469 \f
470 /* Return true if register X is recorded as being set by an instruction
471    whose CUID is greater than the one given.  */
472
473 static bool
474 reg_changed_after_insn_p (rtx x, int cuid)
475 {
476   unsigned int regno, end_regno;
477
478   regno = REGNO (x);
479   end_regno = END_HARD_REGNO (x);
480   do
481     if (reg_avail_info[regno] > cuid)
482       return true;
483   while (++regno < end_regno);
484   return false;
485 }
486
487 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged
488    1) from the start of INSN's basic block up to but not including INSN
489       if AFTER_INSN is false, or
490    2) from INSN to the end of INSN's basic block if AFTER_INSN is true.  */
491
492 static bool
493 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx insn, bool after_insn)
494 {
495   int i, j;
496   enum rtx_code code;
497   const char *fmt;
498
499   if (x == 0)
500     return 1;
501
502   code = GET_CODE (x);
503   switch (code)
504     {
505     case REG:
506       /* We are called after register allocation.  */
507       gcc_assert (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
508       if (after_insn)
509         return !reg_changed_after_insn_p (x, INSN_CUID (insn) - 1);
510       else
511         return !reg_changed_after_insn_p (x, 0);
512
513     case MEM:
514       if (load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn), x, after_insn))
515         return 0;
516       else
517         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, after_insn);
518
519     case PC:
520     case CC0: /*FIXME*/
521     case CONST:
522     CASE_CONST_ANY:
523     case SYMBOL_REF:
524     case LABEL_REF:
525     case ADDR_VEC:
526     case ADDR_DIFF_VEC:
527       return 1;
528
529     case PRE_DEC:
530     case PRE_INC:
531     case POST_DEC:
532     case POST_INC:
533     case PRE_MODIFY:
534     case POST_MODIFY:
535       if (after_insn)
536         return 0;
537       break;
538
539     default:
540       break;
541     }
542
543   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
544     {
545       if (fmt[i] == 'e')
546         {
547           if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, after_insn))
548             return 0;
549         }
550       else if (fmt[i] == 'E')
551         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
552           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, after_insn))
553             return 0;
554     }
555
556   return 1;
557 }
558 \f
559
560 /* Used for communication between find_mem_conflicts and
561    load_killed_in_block_p.  Nonzero if find_mem_conflicts finds a
562    conflict between two memory references.
563    This is a bit of a hack to work around the limitations of note_stores.  */
564 static int mems_conflict_p;
565
566 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
567    possibly conflicts with the load found in DATA, then set mems_conflict_p
568    to a nonzero value.  */
569
570 static void
571 find_mem_conflicts (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
572                     void *data)
573 {
574   rtx mem_op = (rtx) data;
575
576   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
577          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
578          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
579     dest = XEXP (dest, 0);
580
581   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
582      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
583      elsewhere.  */
584   if (! MEM_P (dest))
585     return;
586
587   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mem_op))
588     mems_conflict_p = 1;
589 }
590 \f
591
592 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
593    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
594    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
595
596    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
597    the hash table construction or redundancy elimination phases start
598    processing a new basic block.  */
599
600 static int
601 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
602 {
603   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
604
605   while (list_entry)
606     {
607       rtx setter = list_entry->insn;
608
609       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
610       if ((after_insn
611            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
612           || (! after_insn
613               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
614         {
615           list_entry = list_entry->next;
616           continue;
617         }
618
619       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
620          to pure functions are never put on the list, so we need not
621          worry about them.  */
622       if (CALL_P (setter))
623         return 1;
624
625       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
626          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
627          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
628          conflict between X and SETTER.  */
629       mems_conflict_p = 0;
630       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
631       if (mems_conflict_p)
632         return 1;
633
634       list_entry = list_entry->next;
635     }
636   return 0;
637 }
638 \f
639
640 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
641
642 static inline void
643 record_last_reg_set_info (rtx insn, rtx reg)
644 {
645   unsigned int regno, end_regno;
646
647   regno = REGNO (reg);
648   end_regno = END_HARD_REGNO (reg);
649   do
650     reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
651   while (++regno < end_regno);
652 }
653
654 static inline void
655 record_last_reg_set_info_regno (rtx insn, int regno)
656 {
657   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
658 }
659
660
661 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
662    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
663    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
664
665 static void
666 record_last_mem_set_info (rtx insn)
667 {
668   struct modifies_mem *list_entry;
669
670   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
671                                                       sizeof (struct modifies_mem));
672   list_entry->insn = insn;
673   list_entry->next = modifies_mem_list;
674   modifies_mem_list = list_entry;
675 }
676
677 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
678    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
679    the SET is taking place.  */
680
681 static void
682 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
683 {
684   rtx last_set_insn = (rtx) data;
685
686   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
687     dest = SUBREG_REG (dest);
688
689   if (REG_P (dest))
690     record_last_reg_set_info (last_set_insn, dest);
691   else if (MEM_P (dest))
692     {
693       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
694          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
695          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
696          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
697          such changes here too.  */
698       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
699         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
700       else
701         record_last_reg_set_info_regno (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
702     }
703 }
704
705
706 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
707    start of the block.  */
708
709 static void
710 reset_opr_set_tables (void)
711 {
712   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
713   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
714   modifies_mem_list = NULL;
715 }
716 \f
717
718 /* Record things set by INSN.
719    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
720
721 static void
722 record_opr_changes (rtx insn)
723 {
724   rtx note;
725
726   /* Find all stores and record them.  */
727   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
728
729   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
730   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
731     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
732       record_last_reg_set_info (insn, XEXP (note, 0));
733
734   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
735   if (CALL_P (insn))
736     {
737       unsigned int regno;
738       rtx link, x;
739
740       for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
741         if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
742           record_last_reg_set_info_regno (insn, regno);
743
744       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
745         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
746           {
747             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
748             if (REG_P (x))
749               {
750                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
751                 record_last_reg_set_info (insn, x);
752               }
753           }
754
755       if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
756         record_last_mem_set_info (insn);
757     }
758 }
759 \f
760
761 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
762    After reload we are interested in loads/stores only.  */
763
764 static void
765 hash_scan_set (rtx insn)
766 {
767   rtx pat = PATTERN (insn);
768   rtx src = SET_SRC (pat);
769   rtx dest = SET_DEST (pat);
770
771   /* We are only interested in loads and stores.  */
772   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
773     return;
774
775   /* Don't mess with jumps and nops.  */
776   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
777     return;
778
779   if (REG_P (dest))
780     {
781       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
782           can_copy_p (GET_MODE (dest))
783           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
784           && general_operand (src, GET_MODE (src))
785 #ifdef STACK_REGS
786           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
787              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
788              register live across an abnormal edge).  */
789           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
790 #endif
791           /* An expression is not available if its operands are
792              subsequently modified, including this insn.  */
793           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
794         {
795           insert_expr_in_table (src, insn);
796         }
797     }
798   else if (REG_P (src))
799     {
800       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
801       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
802           can_copy_p (GET_MODE (src))
803           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
804           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
805 #ifdef STACK_REGS
806           /* As above for STACK_REGS.  */
807           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
808 #endif
809           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
810           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
811           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
812           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
813         {
814           insert_expr_in_table (dest, insn);
815         }
816     }
817 }
818 \f
819
820 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
821    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
822    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
823    is generated in a basic block and not killed before the end of the
824    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
825
826 static void
827 compute_hash_table (void)
828 {
829   basic_block bb;
830
831   FOR_EACH_BB (bb)
832     {
833       rtx insn;
834
835       /* First pass over the instructions records information used to
836          determine when registers and memory are last set.
837          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
838          help us keep track of what has been modified since the start
839          of the block.  */
840       reset_opr_set_tables ();
841       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
842         {
843           if (INSN_P (insn))
844             record_opr_changes (insn);
845         }
846
847       /* The next pass actually builds the hash table.  */
848       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
849         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
850           hash_scan_set (insn);
851     }
852 }
853 \f
854
855 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
856    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
857    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
858
859 static bool
860 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
861 {
862   rtx insn;
863
864   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
865     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
866       return true;
867
868   return false;
869 }
870
871 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
872    to be inserted on edge E.
873    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
874    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
875
876 static bool
877 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
878 {
879   rtx insn;
880
881   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
882     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
883       return true;
884
885   return false;
886 }
887 \f
888 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
889
890 static rtx
891 get_avail_load_store_reg (rtx insn)
892 {
893   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
894     /* A load.  */
895     return SET_DEST(PATTERN(insn));
896   else
897     {
898       /* A store.  */
899       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
900       return SET_SRC (PATTERN (insn));
901     }
902 }
903
904 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
905
906 static bool
907 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
908 {
909   edge pred;
910   edge_iterator ei;
911
912   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
913     return false;
914
915   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
916     {
917       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
918         return false;
919
920       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL) && cfun->has_nonlocal_label)
921         return false;
922
923       if (JUMP_TABLE_DATA_P (BB_END (pred->src)))
924         return false;
925     }
926   return true;
927 }
928
929
930 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
931
932 static struct occr*
933 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
934 {
935   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
936     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
937       return occr;
938   return NULL;
939 }
940
941
942 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
943    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
944    worth it.
945
946    Redundancy elimination is possible if,
947    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
948       of the current basic block.
949    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
950       is generated.
951
952    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
953    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
954
955 static void
956 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
957                                     struct expr *expr)
958 {
959   edge pred;
960   rtx avail_insn = NULL_RTX;
961   rtx avail_reg;
962   rtx dest, pat;
963   struct occr *a_occr;
964   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
965   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
966   int npred_ok = 0;
967   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
968   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
969   edge_iterator ei;
970   bool critical_edge_split = false;
971
972   /* The execution count of the loads to be added to make the
973      load fully redundant.  */
974   gcov_type not_ok_count = 0;
975   basic_block pred_bb;
976
977   pat = PATTERN (insn);
978   dest = SET_DEST (pat);
979
980   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
981      beginning of the block.  */
982   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
983       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
984     return;
985
986   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
987   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
988     {
989       rtx next_pred_bb_end;
990
991       avail_insn = NULL_RTX;
992       avail_reg = NULL_RTX;
993       pred_bb = pred->src;
994       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
995       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
996            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
997         {
998           /* Check if the loaded register is not used.  */
999           avail_insn = a_occr->insn;
1000           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1001           gcc_assert (avail_reg);
1002
1003           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
1004              dest.  */
1005           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1006                                        copy_rtx (avail_reg)));
1007           if (! constrain_operands (1)
1008               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1009               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1010             {
1011               avail_insn = NULL;
1012               continue;
1013             }
1014           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1015             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1016             break;
1017           else
1018             avail_insn = NULL;
1019         }
1020
1021       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1022         critical_count += pred->count;
1023
1024       if (avail_insn != NULL_RTX)
1025         {
1026           npred_ok++;
1027           ok_count += pred->count;
1028           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1029                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1030             {
1031               /* Check if there is going to be a split.  */
1032               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1033                 critical_edge_split = true;
1034             }
1035           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1036             continue;
1037           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1038                                                   sizeof (struct unoccr));
1039           occr->insn = avail_insn;
1040           occr->pred = pred;
1041           occr->next = avail_occrs;
1042           avail_occrs = occr;
1043           if (! rollback_unoccr)
1044             rollback_unoccr = occr;
1045         }
1046       else
1047         {
1048           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1049           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1050             critical_edge_split = true;
1051           not_ok_count += pred->count;
1052           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1053                                                     sizeof (struct unoccr));
1054           unoccr->insn = NULL_RTX;
1055           unoccr->pred = pred;
1056           unoccr->next = unavail_occrs;
1057           unavail_occrs = unoccr;
1058           if (! rollback_unoccr)
1059             rollback_unoccr = unoccr;
1060         }
1061     }
1062
1063   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1064       npred_ok == 0
1065       /* Prevent exploding the code.  */
1066       || (optimize_bb_for_size_p (bb) && npred_ok > 1)
1067       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting
1068          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1069       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1070            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1071           && critical_edge_split))
1072     goto cleanup;
1073
1074   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1075   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1076     goto cleanup;
1077   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1078     goto cleanup;
1079
1080   /* Generate moves to the loaded register from where
1081      the memory is available.  */
1082   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1083     {
1084       avail_insn = occr->insn;
1085       pred = occr->pred;
1086       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1087          memory.  */
1088       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1089       gcc_assert (avail_reg);
1090
1091       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1092                                           copy_rtx (avail_reg)),
1093                            pred);
1094       stats.moves_inserted++;
1095
1096       if (dump_file)
1097         fprintf (dump_file,
1098                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1099                  REGNO (avail_reg),
1100                  REGNO (dest),
1101                  pred->src->index,
1102                  pred->dest->index);
1103     }
1104
1105   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1106   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1107     {
1108       pred = unoccr->pred;
1109       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1110       stats.copies_inserted++;
1111
1112       if (dump_file)
1113         {
1114           fprintf (dump_file,
1115                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1116                    pred->src->index,
1117                    pred->dest->index);
1118           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1119           fprintf (dump_file, "\n");
1120         }
1121     }
1122
1123   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1124      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1125      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1126   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1127        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1128        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next))
1129     ;
1130
1131   if (!a_occr)
1132     {
1133       stats.insns_deleted++;
1134
1135       if (dump_file)
1136         {
1137           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1138           print_rtl_single (dump_file, insn);
1139           fprintf (dump_file, "\n");
1140         }
1141       delete_insn (insn);
1142     }
1143   else
1144     a_occr->deleted_p = 1;
1145
1146 cleanup:
1147   if (rollback_unoccr)
1148     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1149 }
1150
1151 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1152
1153 static void
1154 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1155 {
1156   rtx insn;
1157   basic_block bb;
1158
1159   /* Note we start at block 1.  */
1160
1161   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1162     return;
1163
1164   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1165                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1166                   EXIT_BLOCK_PTR,
1167                   next_bb)
1168     {
1169       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1170       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1171         continue;
1172
1173       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1174       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
1175         continue;
1176
1177       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1178          basic block.  */
1179       reset_opr_set_tables ();
1180
1181       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1182          any loads in it that we can record.  */
1183       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1184         {
1185           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1186           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1187               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1188               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1189               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1190             {
1191               rtx pat = PATTERN (insn);
1192               rtx src = SET_SRC (pat);
1193               struct expr *expr;
1194
1195               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1196                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1197                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1198                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1199                      block?  */
1200                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1201                   && !(cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1202                   && !side_effects_p (src)
1203                   /* Is the expression recorded?  */
1204                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1205                 {
1206                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1207                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1208                      redundant.  */
1209                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1210                 }
1211             }
1212
1213           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1214              know what has been modified since the start of the current
1215              basic block.  */
1216           if (INSN_P (insn))
1217             record_opr_changes (insn);
1218         }
1219     }
1220
1221   commit_edge_insertions ();
1222 }
1223
1224 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1225    marked for later deletion.  */
1226
1227 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1228 static int
1229 delete_redundant_insns_1 (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1230 {
1231   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
1232   struct occr *occr;
1233
1234   for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1235     {
1236       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1237         {
1238           delete_insn (occr->insn);
1239           stats.insns_deleted++;
1240
1241           if (dump_file)
1242             {
1243               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1244               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1245               fprintf (dump_file, "\n");
1246             }
1247         }
1248     }
1249
1250   return 1;
1251 }
1252
1253 static void
1254 delete_redundant_insns (void)
1255 {
1256   htab_traverse (expr_table, delete_redundant_insns_1, NULL);
1257   if (dump_file)
1258     fprintf (dump_file, "\n");
1259 }
1260
1261 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1262    due to spilling.  */
1263
1264 static void
1265 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1266 {
1267
1268   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1269
1270   /* Allocate memory for this pass.
1271      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1272   alloc_mem ();
1273
1274   /* We need alias analysis.  */
1275   init_alias_analysis ();
1276
1277   compute_hash_table ();
1278
1279   if (dump_file)
1280     dump_hash_table (dump_file);
1281
1282   if (htab_elements (expr_table) > 0)
1283     {
1284       eliminate_partially_redundant_loads ();
1285       delete_redundant_insns ();
1286
1287       if (dump_file)
1288         {
1289           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1290           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1291           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1292           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1293           fprintf (dump_file, "\n\n");
1294         }
1295
1296       statistics_counter_event (cfun, "copies inserted",
1297                                 stats.copies_inserted);
1298       statistics_counter_event (cfun, "moves inserted",
1299                                 stats.moves_inserted);
1300       statistics_counter_event (cfun, "insns deleted",
1301                                 stats.insns_deleted);
1302     }
1303
1304   /* We are finished with alias.  */
1305   end_alias_analysis ();
1306
1307   free_mem ();
1308 }
1309
1310 \f
1311 static bool
1312 gate_handle_gcse2 (void)
1313 {
1314   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload
1315           && optimize_function_for_speed_p (cfun));
1316 }
1317
1318
1319 static unsigned int
1320 rest_of_handle_gcse2 (void)
1321 {
1322   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1323   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1324   return 0;
1325 }
1326
1327 struct rtl_opt_pass pass_gcse2 =
1328 {
1329  {
1330   RTL_PASS,
1331   "gcse2",                              /* name */
1332   gate_handle_gcse2,                    /* gate */
1333   rest_of_handle_gcse2,                 /* execute */
1334   NULL,                                 /* sub */
1335   NULL,                                 /* next */
1336   0,                                    /* static_pass_number */
1337   TV_GCSE_AFTER_RELOAD,                 /* tv_id */
1338   0,                                    /* properties_required */
1339   0,                                    /* properties_provided */
1340   0,                                    /* properties_destroyed */
1341   0,                                    /* todo_flags_start */
1342   TODO_verify_rtl_sharing
1343   | TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect /* todo_flags_finish */
1344  }
1345 };