OSDN Git Service

14507ad3adf84576e88209c0f184a7659a40f532
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-sra.c
1 /* Scalar Replacement of Aggregates (SRA) converts some structure
2    references into scalar references, exposing them to the scalar
3    optimizers.
4    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
10 under the terms of the GNU General Public License as published by the
11 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
12 later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
15 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
22 02110-1301, USA.  */
23
24 #include "config.h"
25 #include "system.h"
26 #include "coretypes.h"
27 #include "tm.h"
28 #include "ggc.h"
29 #include "tree.h"
30
31 /* These RTL headers are needed for basic-block.h.  */
32 #include "rtl.h"
33 #include "tm_p.h"
34 #include "hard-reg-set.h"
35 #include "basic-block.h"
36 #include "diagnostic.h"
37 #include "langhooks.h"
38 #include "tree-inline.h"
39 #include "tree-flow.h"
40 #include "tree-gimple.h"
41 #include "tree-dump.h"
42 #include "tree-pass.h"
43 #include "timevar.h"
44 #include "flags.h"
45 #include "bitmap.h"
46 #include "obstack.h"
47 #include "target.h"
48 /* expr.h is needed for MOVE_RATIO.  */
49 #include "expr.h"
50 #include "params.h"
51
52
53 /* This object of this pass is to replace a non-addressable aggregate with a
54    set of independent variables.  Most of the time, all of these variables
55    will be scalars.  But a secondary objective is to break up larger
56    aggregates into smaller aggregates.  In the process we may find that some
57    bits of the larger aggregate can be deleted as unreferenced.
58
59    This substitution is done globally.  More localized substitutions would
60    be the purvey of a load-store motion pass.
61
62    The optimization proceeds in phases:
63
64      (1) Identify variables that have types that are candidates for
65          decomposition.
66
67      (2) Scan the function looking for the ways these variables are used.
68          In particular we're interested in the number of times a variable
69          (or member) is needed as a complete unit, and the number of times
70          a variable (or member) is copied.
71
72      (3) Based on the usage profile, instantiate substitution variables.
73
74      (4) Scan the function making replacements.
75 */
76
77
78 /* The set of todo flags to return from tree_sra.  */
79 static unsigned int todoflags;
80
81 /* The set of aggregate variables that are candidates for scalarization.  */
82 static bitmap sra_candidates;
83
84 /* Set of scalarizable PARM_DECLs that need copy-in operations at the
85    beginning of the function.  */
86 static bitmap needs_copy_in;
87
88 /* Sets of bit pairs that cache type decomposition and instantiation.  */
89 static bitmap sra_type_decomp_cache;
90 static bitmap sra_type_inst_cache;
91
92 /* One of these structures is created for each candidate aggregate and
93    each (accessed) member or group of members of such an aggregate.  */
94 struct sra_elt
95 {
96   /* A tree of the elements.  Used when we want to traverse everything.  */
97   struct sra_elt *parent;
98   struct sra_elt *groups;
99   struct sra_elt *children;
100   struct sra_elt *sibling;
101
102   /* If this element is a root, then this is the VAR_DECL.  If this is
103      a sub-element, this is some token used to identify the reference.
104      In the case of COMPONENT_REF, this is the FIELD_DECL.  In the case
105      of an ARRAY_REF, this is the (constant) index.  In the case of an
106      ARRAY_RANGE_REF, this is the (constant) RANGE_EXPR.  In the case
107      of a complex number, this is a zero or one.  */
108   tree element;
109
110   /* The type of the element.  */
111   tree type;
112
113   /* A VAR_DECL, for any sub-element we've decided to replace.  */
114   tree replacement;
115
116   /* The number of times the element is referenced as a whole.  I.e.
117      given "a.b.c", this would be incremented for C, but not for A or B.  */
118   unsigned int n_uses;
119
120   /* The number of times the element is copied to or from another
121      scalarizable element.  */
122   unsigned int n_copies;
123
124   /* True if TYPE is scalar.  */
125   bool is_scalar;
126
127   /* True if this element is a group of members of its parent.  */
128   bool is_group;
129
130   /* True if we saw something about this element that prevents scalarization,
131      such as non-constant indexing.  */
132   bool cannot_scalarize;
133
134   /* True if we've decided that structure-to-structure assignment
135      should happen via memcpy and not per-element.  */
136   bool use_block_copy;
137
138   /* True if everything under this element has been marked TREE_NO_WARNING.  */
139   bool all_no_warning;
140
141   /* A flag for use with/after random access traversals.  */
142   bool visited;
143 };
144
145 #define IS_ELEMENT_FOR_GROUP(ELEMENT) (TREE_CODE (ELEMENT) == RANGE_EXPR)
146
147 #define FOR_EACH_ACTUAL_CHILD(CHILD, ELT)                       \
148   for ((CHILD) = (ELT)->is_group                                \
149                  ? next_child_for_group (NULL, (ELT))           \
150                  : (ELT)->children;                             \
151        (CHILD);                                                 \
152        (CHILD) = (ELT)->is_group                                \
153                  ? next_child_for_group ((CHILD), (ELT))        \
154                  : (CHILD)->sibling)
155
156 /* Helper function for above macro.  Return next child in group.  */
157 static struct sra_elt *
158 next_child_for_group (struct sra_elt *child, struct sra_elt *group)
159 {
160   gcc_assert (group->is_group);
161
162   /* Find the next child in the parent.  */
163   if (child)
164     child = child->sibling;
165   else
166     child = group->parent->children;
167
168   /* Skip siblings that do not belong to the group.  */
169   while (child)
170     {
171       tree g_elt = group->element;
172       if (TREE_CODE (g_elt) == RANGE_EXPR)
173         {
174           if (!tree_int_cst_lt (child->element, TREE_OPERAND (g_elt, 0))
175               && !tree_int_cst_lt (TREE_OPERAND (g_elt, 1), child->element))
176             break;
177         }
178       else
179         gcc_unreachable ();
180
181       child = child->sibling;
182     }
183
184   return child;
185 }
186
187 /* Random access to the child of a parent is performed by hashing.
188    This prevents quadratic behavior, and allows SRA to function
189    reasonably on larger records.  */
190 static htab_t sra_map;
191
192 /* All structures are allocated out of the following obstack.  */
193 static struct obstack sra_obstack;
194
195 /* Debugging functions.  */
196 static void dump_sra_elt_name (FILE *, struct sra_elt *);
197 extern void debug_sra_elt_name (struct sra_elt *);
198
199 /* Forward declarations.  */
200 static tree generate_element_ref (struct sra_elt *);
201 \f
202 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
203
204 static bool
205 is_sra_candidate_decl (tree decl)
206 {
207   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, DECL_UID (decl));
208 }
209
210 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
211
212 static bool
213 is_sra_scalar_type (tree type)
214 {
215   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
216   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
217           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
218           || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
219           || code == REFERENCE_TYPE);
220 }
221
222 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
223
224    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
225    instantiated, just that if we decide to break up the type into
226    separate pieces that it can be done.  */
227
228 bool
229 sra_type_can_be_decomposed_p (tree type)
230 {
231   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
232   tree t;
233
234   /* Avoid searching the same type twice.  */
235   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
236     return true;
237   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
238     return false;
239
240   /* The type must have a definite nonzero size.  */
241   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST
242       || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
243     goto fail;
244
245   /* The type must be a non-union aggregate.  */
246   switch (TREE_CODE (type))
247     {
248     case RECORD_TYPE:
249       {
250         bool saw_one_field = false;
251
252         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
253           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
254             {
255               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
256               if (DECL_BIT_FIELD (t)
257                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
258                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
259                 goto fail;
260
261               saw_one_field = true;
262             }
263
264         /* Record types must have at least one field.  */
265         if (!saw_one_field)
266           goto fail;
267       }
268       break;
269
270     case ARRAY_TYPE:
271       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
272       t = TYPE_DOMAIN (type);
273       if (t == NULL)
274         goto fail;
275       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
276         goto fail;
277       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
278         goto fail;
279       break;
280
281     case COMPLEX_TYPE:
282       break;
283
284     default:
285       goto fail;
286     }
287
288   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
289   return true;
290
291  fail:
292   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
293   return false;
294 }
295
296 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
297    (though not necessarily scalar) variables.  */
298
299 static bool
300 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
301 {
302   /* Early out for scalars.  */
303   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
304     return false;
305
306   /* The variable must not be aliased.  */
307   if (!is_gimple_non_addressable (var))
308     {
309       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
310         {
311           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
312           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
313           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
314         }
315       return false;
316     }
317
318   /* The variable must not be volatile.  */
319   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
320     {
321       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
322         {
323           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
324           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
325           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
326         }
327       return false;
328     }
329
330   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
331   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
332     {
333       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
334         {
335           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
336           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
337           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
338         }
339       return false;
340     }
341
342   return true;
343 }
344
345 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
346
347 static bool
348 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
349 {
350   if (is_sra_scalar_type (type))
351     return true;
352   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (type))
353     return false;
354
355   switch (TREE_CODE (type))
356     {
357     case RECORD_TYPE:
358       {
359         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
360         tree f;
361
362         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
363           return true;
364         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
365           return false;
366
367         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
368           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
369             {
370               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
371                 {
372                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
373                   return false;
374                 }
375             }
376
377         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
378         return true;
379       }
380
381     case ARRAY_TYPE:
382       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
383
384     case COMPLEX_TYPE:
385       return true;
386
387     default:
388       gcc_unreachable ();
389     }
390 }
391
392 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
393
394 static bool
395 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
396 {
397   struct sra_elt *c;
398
399   if (elt->cannot_scalarize)
400     return false;
401
402   for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
403     if (!can_completely_scalarize_p (c))
404       return false;
405
406   for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
407     if (!can_completely_scalarize_p (c))
408       return false;
409
410   return true;
411 }
412
413 \f
414 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
415    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
416
417 static hashval_t
418 sra_hash_tree (tree t)
419 {
420   hashval_t h;
421
422   switch (TREE_CODE (t))
423     {
424     case VAR_DECL:
425     case PARM_DECL:
426     case RESULT_DECL:
427       h = DECL_UID (t);
428       break;
429
430     case INTEGER_CST:
431       h = TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
432       break;
433
434     case RANGE_EXPR:
435       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 0), 0);
436       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), h);
437       break;
438
439     case FIELD_DECL:
440       /* We can have types that are compatible, but have different member
441          lists, so we can't hash fields by ID.  Use offsets instead.  */
442       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_OFFSET (t), 0);
443       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (t), h);
444       break;
445
446     default:
447       gcc_unreachable ();
448     }
449
450   return h;
451 }
452
453 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
454
455 static hashval_t
456 sra_elt_hash (const void *x)
457 {
458   const struct sra_elt *e = x;
459   const struct sra_elt *p;
460   hashval_t h;
461
462   h = sra_hash_tree (e->element);
463
464   /* Take into account everything back up the chain.  Given that chain
465      lengths are rarely very long, this should be acceptable.  If we
466      truly identify this as a performance problem, it should work to
467      hash the pointer value "e->parent".  */
468   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
469     h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
470
471   return h;
472 }
473
474 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
475
476 static int
477 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
478 {
479   const struct sra_elt *a = x;
480   const struct sra_elt *b = y;
481   tree ae, be;
482
483   if (a->parent != b->parent)
484     return false;
485
486   ae = a->element;
487   be = b->element;
488
489   if (ae == be)
490     return true;
491   if (TREE_CODE (ae) != TREE_CODE (be))
492     return false;
493
494   switch (TREE_CODE (ae))
495     {
496     case VAR_DECL:
497     case PARM_DECL:
498     case RESULT_DECL:
499       /* These are all pointer unique.  */
500       return false;
501
502     case INTEGER_CST:
503       /* Integers are not pointer unique, so compare their values.  */
504       return tree_int_cst_equal (ae, be);
505
506     case RANGE_EXPR:
507       return
508         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 0), TREE_OPERAND (be, 0))
509         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1));
510
511     case FIELD_DECL:
512       /* Fields are unique within a record, but not between
513          compatible records.  */
514       if (DECL_FIELD_CONTEXT (ae) == DECL_FIELD_CONTEXT (be))
515         return false;
516       return fields_compatible_p (ae, be);
517
518     default:
519       gcc_unreachable ();
520     }
521 }
522
523 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
524    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
525
526 static struct sra_elt *
527 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
528                 enum insert_option insert)
529 {
530   struct sra_elt dummy;
531   struct sra_elt **slot;
532   struct sra_elt *elt;
533
534   if (parent)
535     dummy.parent = parent->is_group ? parent->parent : parent;
536   else
537     dummy.parent = NULL;
538   dummy.element = child;
539
540   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
541   if (!slot && insert == NO_INSERT)
542     return NULL;
543
544   elt = *slot;
545   if (!elt && insert == INSERT)
546     {
547       *slot = elt = obstack_alloc (&sra_obstack, sizeof (*elt));
548       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
549
550       elt->parent = parent;
551       elt->element = child;
552       elt->type = type;
553       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
554
555       if (parent)
556         {
557           if (IS_ELEMENT_FOR_GROUP (elt->element))
558             {
559               elt->is_group = true;
560               elt->sibling = parent->groups;
561               parent->groups = elt;
562             }
563           else
564             {
565               elt->sibling = parent->children;
566               parent->children = elt;
567             }
568         }
569
570       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
571          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
572       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
573         {
574           elt->n_copies = 1;
575           bitmap_set_bit (needs_copy_in, DECL_UID (child));
576         }
577     }
578
579   return elt;
580 }
581
582 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression
583    refers to a scalarizable variable.  */
584
585 static struct sra_elt *
586 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
587 {
588   struct sra_elt *elt;
589   tree child;
590
591   switch (TREE_CODE (expr))
592     {
593     case VAR_DECL:
594     case PARM_DECL:
595     case RESULT_DECL:
596       if (is_sra_candidate_decl (expr))
597         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
598       return NULL;
599
600     case ARRAY_REF:
601       /* We can't scalarize variable array indices.  */
602       if (in_array_bounds_p (expr))
603         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
604       else
605         return NULL;
606       break;
607
608     case ARRAY_RANGE_REF:
609       /* We can't scalarize variable array indices.  */
610       if (range_in_array_bounds_p (expr))
611         {
612           tree domain = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (expr));
613           child = build2 (RANGE_EXPR, integer_type_node,
614                           TYPE_MIN_VALUE (domain), TYPE_MAX_VALUE (domain));
615         }
616       else
617         return NULL;
618       break;
619
620     case COMPONENT_REF:
621       /* Don't look through unions.  */
622       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) != RECORD_TYPE)
623         return NULL;
624       child = TREE_OPERAND (expr, 1);
625       break;
626
627     case REALPART_EXPR:
628       child = integer_zero_node;
629       break;
630     case IMAGPART_EXPR:
631       child = integer_one_node;
632       break;
633
634     default:
635       return NULL;
636     }
637
638   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
639   if (elt)
640     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
641   return NULL;
642 }
643
644 \f
645 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
646    references, and categorize them.  */
647
648 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
649    various kinds of references seen.  In all cases, *BSI is an iterator
650    pointing to the statement being processed.  */
651 struct sra_walk_fns
652 {
653   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
654      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
655      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
656      is a left-hand-side reference.  USE_ALL is true if we saw something we
657      couldn't quite identify and had to force the use of the entire object.  */
658   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
659                block_stmt_iterator *bsi, bool is_output, bool use_all);
660
661   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
662   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
663                 block_stmt_iterator *bsi);
664
665   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
666      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
667   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, block_stmt_iterator *bsi);
668
669   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
670      and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true if ELT
671      is on the left-hand side.  */
672   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
673                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
674
675   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
676   /* ??? This is a hack.  */
677   bool initial_scan;
678 };
679
680 #ifdef ENABLE_CHECKING
681 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains a candidate decl, return it.  */
682
683 static tree
684 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
685                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
686 {
687   tree t = *tp;
688   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
689
690   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
691     {
692       *walk_subtrees = 0;
693       if (is_sra_candidate_decl (t))
694         return t;
695     }
696   else if (TYPE_P (t))
697     *walk_subtrees = 0;
698
699   return NULL;
700 }
701 #endif
702
703 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
704    If we find one, invoke FNS->USE.  */
705
706 static void
707 sra_walk_expr (tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
708                const struct sra_walk_fns *fns)
709 {
710   tree expr = *expr_p;
711   tree inner = expr;
712   bool disable_scalarization = false;
713   bool use_all_p = false;
714
715   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
716      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
717      are references that we can scalarize.  If we come across something that
718      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
719      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
720
721   while (1)
722     switch (TREE_CODE (inner))
723       {
724       case VAR_DECL:
725       case PARM_DECL:
726       case RESULT_DECL:
727         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
728         if (is_sra_candidate_decl (inner))
729           {
730             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
731             if (disable_scalarization)
732               elt->cannot_scalarize = true;
733             else
734               fns->use (elt, expr_p, bsi, is_output, use_all_p);
735           }
736         return;
737
738       case ARRAY_REF:
739         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
740            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
741            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
742            index reference inside a loop being overridden by several constant
743            index references during loop setup.  It's possible that this could
744            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
745            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth
746            the effort.  */
747         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
748            without duplicating too much code.  */
749         if (!in_array_bounds_p (inner))
750           {
751             disable_scalarization = true;
752             goto use_all;
753           }
754         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
755            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
756         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
757           goto use_all;
758         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
759         break;
760
761       case ARRAY_RANGE_REF:
762         if (!range_in_array_bounds_p (inner))
763           {
764             disable_scalarization = true;
765             goto use_all;
766           }
767         /* ??? See above non-constant bounds and stride .  */
768         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
769           goto use_all;
770         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
771         break;
772
773       case COMPONENT_REF:
774         /* A reference to a union member constitutes a reference to the
775            entire union.  */
776         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) != RECORD_TYPE)
777           goto use_all;
778         /* ??? See above re non-constant stride.  */
779         if (TREE_OPERAND (inner, 2))
780           goto use_all;
781         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
782         break;
783
784       case REALPART_EXPR:
785       case IMAGPART_EXPR:
786         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
787         break;
788
789       case BIT_FIELD_REF:
790         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
791            is not currently scalarized.  Consider this an access to the
792            complete outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
793         goto use_all;
794
795       case VIEW_CONVERT_EXPR:
796       case NOP_EXPR:
797         /* Similarly, a view/nop explicitly wants to look at an object in a
798            type other than the one we've scalarized.  */
799         goto use_all;
800
801       case WITH_SIZE_EXPR:
802         /* This is a transparent wrapper.  The entire inner expression really
803            is being used.  */
804         goto use_all;
805
806       use_all:
807         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
808         inner = expr = *expr_p;
809         use_all_p = true;
810         break;
811
812       default:
813 #ifdef ENABLE_CHECKING
814         /* Validate that we're not missing any references.  */
815         gcc_assert (!walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL));
816 #endif
817         return;
818       }
819 }
820
821 /* Walk a TREE_LIST of values looking for scalarizable aggregates.
822    If we find one, invoke FNS->USE.  */
823
824 static void
825 sra_walk_tree_list (tree list, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
826                     const struct sra_walk_fns *fns)
827 {
828   tree op;
829   for (op = list; op ; op = TREE_CHAIN (op))
830     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (op), bsi, is_output, fns);
831 }
832
833 /* Walk the arguments of a CALL_EXPR looking for scalarizable aggregates.
834    If we find one, invoke FNS->USE.  */
835
836 static void
837 sra_walk_call_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
838                     const struct sra_walk_fns *fns)
839 {
840   sra_walk_tree_list (TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
841 }
842
843 /* Walk the inputs and outputs of an ASM_EXPR looking for scalarizable
844    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
845
846 static void
847 sra_walk_asm_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
848                    const struct sra_walk_fns *fns)
849 {
850   sra_walk_tree_list (ASM_INPUTS (expr), bsi, false, fns);
851   sra_walk_tree_list (ASM_OUTPUTS (expr), bsi, true, fns);
852 }
853
854 /* Walk a GIMPLE_MODIFY_STMT and categorize the assignment appropriately.  */
855
856 static void
857 sra_walk_gimple_modify_stmt (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
858                       const struct sra_walk_fns *fns)
859 {
860   struct sra_elt *lhs_elt, *rhs_elt;
861   tree lhs, rhs;
862
863   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0);
864   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1);
865   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
866   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
867
868   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
869   if (lhs_elt && rhs_elt)
870     {
871       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, bsi);
872       return;
873     }
874
875   /* If the RHS is scalarizable, handle it.  There are only two cases.  */
876   if (rhs_elt)
877     {
878       if (!rhs_elt->is_scalar)
879         fns->ldst (rhs_elt, lhs, bsi, false);
880       else
881         fns->use (rhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, false);
882     }
883
884   /* If it isn't scalarizable, there may be scalarizable variables within, so
885      check for a call or else walk the RHS to see if we need to do any
886      copy-in operations.  We need to do it before the LHS is scalarized so
887      that the statements get inserted in the proper place, before any
888      copy-out operations.  */
889   else
890     {
891       tree call = get_call_expr_in (rhs);
892       if (call)
893         sra_walk_call_expr (call, bsi, fns);
894       else
895         sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
896     }
897
898   /* Likewise, handle the LHS being scalarizable.  We have cases similar
899      to those above, but also want to handle RHS being constant.  */
900   if (lhs_elt)
901     {
902       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
903          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
904       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
905           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
906           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
907         fns->init (lhs_elt, rhs, bsi);
908
909       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
910          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
911       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
912                && TREE_STATIC (rhs)
913                && TREE_READONLY (rhs)
914                && targetm.binds_local_p (rhs))
915         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), bsi);
916
917       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
918          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
919          the result of a function call.  Which would result in trying to call
920          the function multiple times, and other evil things.  */
921       else if (!lhs_elt->is_scalar && is_gimple_addressable (rhs))
922         fns->ldst (lhs_elt, rhs, bsi, true);
923
924       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
925          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
926       else
927         fns->use (lhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, false);
928     }
929
930   /* Similarly to above, LHS_ELT being null only means that the LHS as a
931      whole is not a scalarizable reference.  There may be occurrences of
932      scalarizable variables within, which implies a USE.  */
933   else
934     sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, fns);
935 }
936
937 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
938    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
939    scalarizable variables.  */
940
941 static void
942 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
943 {
944   basic_block bb;
945   block_stmt_iterator si, ni;
946
947   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
948      dominator tree order.  */
949
950   FOR_EACH_BB (bb)
951     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); si = ni)
952       {
953         tree stmt, t;
954         stmt_ann_t ann;
955
956         stmt = bsi_stmt (si);
957         ann = stmt_ann (stmt);
958
959         ni = si;
960         bsi_next (&ni);
961
962         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
963            make any structure references that we care about.  */
964         if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, (SSA_OP_VIRTUAL_DEFS | SSA_OP_VUSE)))
965           continue;
966
967         switch (TREE_CODE (stmt))
968           {
969           case RETURN_EXPR:
970             /* If we have "return <retval>" then the return value is
971                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
972                force all the components back in place for the return.
973
974                If we have an embedded assignment, then <retval> is of
975                a type that gets returned in registers in this ABI, and
976                we do not wish to extend their lifetimes.  Treat this
977                as a USE of the variable on the RHS of this assignment.  */
978
979             t = TREE_OPERAND (stmt, 0);
980             if (TREE_CODE (t) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
981               sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1), &si, false, fns);
982             else
983               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (stmt, 0), &si, false, fns);
984             break;
985
986           case GIMPLE_MODIFY_STMT:
987             sra_walk_gimple_modify_stmt (stmt, &si, fns);
988             break;
989           case CALL_EXPR:
990             sra_walk_call_expr (stmt, &si, fns);
991             break;
992           case ASM_EXPR:
993             sra_walk_asm_expr (stmt, &si, fns);
994             break;
995
996           default:
997             break;
998           }
999       }
1000 }
1001 \f
1002 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
1003    structures that could be decomposed.  */
1004
1005 static bool
1006 find_candidates_for_sra (void)
1007 {
1008   bool any_set = false;
1009   tree var;
1010   referenced_var_iterator rvi;
1011
1012   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
1013     {
1014       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
1015         {
1016           bitmap_set_bit (sra_candidates, DECL_UID (var));
1017           any_set = true;
1018         }
1019     }
1020
1021   return any_set;
1022 }
1023
1024 \f
1025 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
1026    number of times they are used or copied respectively.  */
1027
1028 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
1029    considered a copy, because we can decompose the reference such that
1030    the sub-elements needn't be contiguous.  */
1031
1032 static void
1033 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
1034           block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1035           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED, bool use_all ATTRIBUTE_UNUSED)
1036 {
1037   elt->n_uses += 1;
1038 }
1039
1040 static void
1041 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1042            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1043 {
1044   lhs_elt->n_copies += 1;
1045   rhs_elt->n_copies += 1;
1046 }
1047
1048 static void
1049 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
1050            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1051 {
1052   lhs_elt->n_copies += 1;
1053 }
1054
1055 static void
1056 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
1057            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1058            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
1059 {
1060   elt->n_copies += 1;
1061 }
1062
1063 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
1064
1065 static void
1066 scan_dump (struct sra_elt *elt)
1067 {
1068   struct sra_elt *c;
1069
1070   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1071   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
1072
1073   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1074     scan_dump (c);
1075
1076   for (c = elt->groups; c ; c = c->sibling)
1077     scan_dump (c);
1078 }
1079
1080 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
1081    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
1082
1083 static void
1084 scan_function (void)
1085 {
1086   static const struct sra_walk_fns fns = {
1087     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
1088   };
1089   bitmap_iterator bi;
1090
1091   sra_walk_function (&fns);
1092
1093   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1094     {
1095       unsigned i;
1096
1097       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
1098       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1099         {
1100           tree var = referenced_var (i);
1101           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1102           if (elt)
1103             scan_dump (elt);
1104         }
1105       fputc ('\n', dump_file);
1106     }
1107 }
1108 \f
1109 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
1110    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
1111
1112 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
1113    name on the obstack.  */
1114
1115 static void
1116 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1117 {
1118   tree t;
1119   char buffer[32];
1120
1121   if (elt->parent)
1122     {
1123       build_element_name_1 (elt->parent);
1124       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1125
1126       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1127         {
1128           if (elt->element == integer_zero_node)
1129             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1130           else
1131             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1132           return;
1133         }
1134     }
1135
1136   t = elt->element;
1137   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1138     {
1139       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1140       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1141       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1142     }
1143   else
1144     {
1145       tree name = DECL_NAME (t);
1146       if (name)
1147         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1148                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1149       else
1150         {
1151           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1152           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1153         }
1154     }
1155 }
1156
1157 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1158    The name is built on the obstack.  */
1159
1160 static char *
1161 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1162 {
1163   build_element_name_1 (elt);
1164   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1165   return XOBFINISH (&sra_obstack, char *);
1166 }
1167
1168 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1169
1170 static void
1171 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1172 {
1173   struct sra_elt *base_elt;
1174   tree var, base;
1175
1176   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1177     continue;
1178   base = base_elt->element;
1179
1180   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1181   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1182   DECL_ARTIFICIAL (var) = 1;
1183
1184   if (TREE_THIS_VOLATILE (elt->type))
1185     {
1186       TREE_THIS_VOLATILE (var) = 1;
1187       TREE_SIDE_EFFECTS (var) = 1;
1188     }
1189
1190   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1191     {
1192       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1193       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1194       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1195
1196       SET_DECL_DEBUG_EXPR (var, generate_element_ref (elt));
1197       DECL_DEBUG_EXPR_IS_FROM (var) = 1;
1198       
1199       DECL_IGNORED_P (var) = 0;
1200       TREE_NO_WARNING (var) = TREE_NO_WARNING (base);
1201     }
1202   else
1203     {
1204       DECL_IGNORED_P (var) = 1;
1205       /* ??? We can't generate any warning that would be meaningful.  */
1206       TREE_NO_WARNING (var) = 1;
1207     }
1208
1209   if (dump_file)
1210     {
1211       fputs ("  ", dump_file);
1212       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1213       fputs (" -> ", dump_file);
1214       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1215       fputc ('\n', dump_file);
1216     }
1217 }
1218
1219 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1220    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1221
1222    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1223    fields all the way up the tree.  */
1224
1225 static void
1226 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1227                         unsigned int parent_copies)
1228 {
1229   if (dump_file && !elt->parent)
1230     {
1231       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1232       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1233       fputc ('\n', dump_file);
1234     }
1235
1236   if (elt->cannot_scalarize)
1237     return;
1238
1239   if (elt->is_scalar)
1240     {
1241       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1242          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1243       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1244         instantiate_element (elt);
1245     }
1246   else
1247     {
1248       struct sra_elt *c, *group;
1249       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1250       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1251
1252       /* Consider groups of sub-elements as weighing in favour of
1253          instantiation whatever their size.  */
1254       for (group = elt->groups; group ; group = group->sibling)
1255         FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, group)
1256           {
1257             c->n_uses += group->n_uses;
1258             c->n_copies += group->n_copies;
1259           }
1260
1261       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1262         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1263     }
1264 }
1265
1266 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1267    We will only care about this if the size of the complete structure
1268    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1269
1270 static unsigned int
1271 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1272 {
1273   if (elt->replacement)
1274     {
1275       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1276       return 1;
1277     }
1278   else
1279     {
1280       struct sra_elt *c;
1281       unsigned int count = 0;
1282
1283       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1284         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1285
1286       return count;
1287     }
1288 }
1289
1290 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1291    children of ELT.  */
1292
1293 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1294
1295 static void
1296 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1297 {
1298   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1299   if (sub->is_scalar)
1300     {
1301       if (sub->replacement == NULL)
1302         instantiate_element (sub);
1303     }
1304   else
1305     instantiate_missing_elements (sub);
1306 }
1307
1308 static void
1309 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1310 {
1311   tree type = elt->type;
1312
1313   switch (TREE_CODE (type))
1314     {
1315     case RECORD_TYPE:
1316       {
1317         tree f;
1318         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1319           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1320             instantiate_missing_elements_1 (elt, f, TREE_TYPE (f));
1321         break;
1322       }
1323
1324     case ARRAY_TYPE:
1325       {
1326         tree i, max, subtype;
1327
1328         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1329         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1330         subtype = TREE_TYPE (type);
1331
1332         while (1)
1333           {
1334             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1335             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1336               break;
1337             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1338           }
1339
1340         break;
1341       }
1342
1343     case COMPLEX_TYPE:
1344       type = TREE_TYPE (type);
1345       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1346       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1347       break;
1348
1349     default:
1350       gcc_unreachable ();
1351     }
1352 }
1353
1354 /* Return true if there is only one non aggregate field in the record, TYPE.
1355    Return false otherwise.  */
1356
1357 static bool
1358 single_scalar_field_in_record_p (tree type)
1359 {
1360    int num_fields = 0;
1361    tree field;
1362    if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
1363      return false;
1364
1365    for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
1366      if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1367        {
1368          num_fields++;
1369
1370          if (num_fields == 2)
1371            return false;
1372          
1373          if (AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (field)))
1374            return false;
1375        }
1376
1377    return true;
1378 }
1379
1380 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1381    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1382    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1383
1384 static bool
1385 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1386 {
1387   struct sra_elt *c;
1388   bool any_inst;
1389
1390   /* We shouldn't be invoked on groups of sub-elements as they must
1391      behave like their parent as far as block copy is concerned.  */
1392   gcc_assert (!elt->is_group);
1393
1394   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1395   if (elt->cannot_scalarize)
1396     {
1397       elt->use_block_copy = 1;
1398
1399       if (dump_file)
1400         {
1401           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1402           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1403           fputc ('\n', dump_file);
1404         }
1405
1406       /* Disable scalarization of sub-elements */
1407       for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
1408         {
1409           c->cannot_scalarize = 1;
1410           decide_block_copy (c);
1411         }
1412
1413       /* Groups behave like their parent.  */
1414       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1415         {
1416           c->cannot_scalarize = 1;
1417           c->use_block_copy = 1;
1418         }
1419
1420       return false;
1421     }
1422
1423   /* Don't decide if we've no uses.  */
1424   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0)
1425     ;
1426
1427   else if (!elt->is_scalar)
1428     {
1429       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1430       bool use_block_copy = true;
1431
1432       /* Tradeoffs for COMPLEX types pretty much always make it better
1433          to go ahead and split the components.  */
1434       if (TREE_CODE (elt->type) == COMPLEX_TYPE)
1435         use_block_copy = false;
1436
1437       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1438          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1439          copies for variable sized structures.  */
1440       else if (host_integerp (size_tree, 1))
1441         {
1442           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1443           unsigned int max_size, max_count, inst_count, full_count;
1444
1445           /* If the sra-max-structure-size parameter is 0, then the
1446              user has not overridden the parameter and we can choose a
1447              sensible default.  */
1448           max_size = SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1449             ? SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1450             : MOVE_RATIO * UNITS_PER_WORD;
1451           max_count = SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1452             ? SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1453             : MOVE_RATIO;
1454
1455           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1456           full_count = count_type_elements (elt->type, false);
1457           inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1458
1459           /* If there is only one scalar field in the record, don't block copy.  */
1460           if (single_scalar_field_in_record_p (elt->type))
1461             use_block_copy = false;
1462
1463           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only
1464              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1465              If there are a large number of fields then the size of the copy
1466              is much more of a factor.  */
1467
1468           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1469              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1470           if (full_size <= max_size
1471               && (full_count - inst_count) <= max_count
1472               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1473             use_block_copy = false;
1474           else if (inst_count * 100 >= full_count * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO
1475                    && inst_size * 100 >= full_size * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO)
1476             use_block_copy = false;
1477
1478           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1479              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1480           if (!use_block_copy
1481               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1482                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1483             use_block_copy = true;
1484         }
1485
1486       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1487
1488       /* Groups behave like their parent.  */
1489       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1490         c->use_block_copy = use_block_copy;
1491
1492       if (dump_file)
1493         {
1494           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1495                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1496           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1497           fputc ('\n', dump_file);
1498         }
1499
1500       if (!use_block_copy)
1501         {
1502           instantiate_missing_elements (elt);
1503           return true;
1504         }
1505     }
1506
1507   any_inst = elt->replacement != NULL;
1508
1509   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1510     any_inst |= decide_block_copy (c);
1511
1512   return any_inst;
1513 }
1514
1515 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1516
1517 static void
1518 decide_instantiations (void)
1519 {
1520   unsigned int i;
1521   bool cleared_any;
1522   bitmap_head done_head;
1523   bitmap_iterator bi;
1524
1525   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1526      so save up all the bits to clear until the end.  */
1527   bitmap_initialize (&done_head, &bitmap_default_obstack);
1528   cleared_any = false;
1529
1530   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1531     {
1532       tree var = referenced_var (i);
1533       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1534       if (elt)
1535         {
1536           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1537           if (!decide_block_copy (elt))
1538             elt = NULL;
1539         }
1540       if (!elt)
1541         {
1542           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1543           cleared_any = true;
1544         }
1545     }
1546
1547   if (cleared_any)
1548     {
1549       bitmap_and_compl_into (sra_candidates, &done_head);
1550       bitmap_and_compl_into (needs_copy_in, &done_head);
1551     }
1552   bitmap_clear (&done_head);
1553   
1554   if (!bitmap_empty_p (sra_candidates))
1555     todoflags |= TODO_update_smt_usage;
1556
1557   mark_set_for_renaming (sra_candidates);
1558
1559   if (dump_file)
1560     fputc ('\n', dump_file);
1561 }
1562
1563 \f
1564 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
1565
1566 /* Mark all the variables in VDEF/VUSE operators for STMT for
1567    renaming. This becomes necessary when we modify all of a
1568    non-scalar.  */
1569
1570 static void
1571 mark_all_v_defs_1 (tree stmt)
1572 {
1573   tree sym;
1574   ssa_op_iter iter;
1575
1576   update_stmt_if_modified (stmt);
1577
1578   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (sym, stmt, iter, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)
1579     {
1580       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
1581         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
1582       mark_sym_for_renaming (sym);
1583     }
1584 }
1585
1586
1587 /* Mark all the variables in virtual operands in all the statements in
1588    LIST for renaming.  */
1589
1590 static void
1591 mark_all_v_defs (tree list)
1592 {
1593   if (TREE_CODE (list) != STATEMENT_LIST)
1594     mark_all_v_defs_1 (list);
1595   else
1596     {
1597       tree_stmt_iterator i;
1598       for (i = tsi_start (list); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
1599         mark_all_v_defs_1 (tsi_stmt (i));
1600     }
1601 }
1602
1603
1604 /* Mark every replacement under ELT with TREE_NO_WARNING.  */
1605
1606 static void
1607 mark_no_warning (struct sra_elt *elt)
1608 {
1609   if (!elt->all_no_warning)
1610     {
1611       if (elt->replacement)
1612         TREE_NO_WARNING (elt->replacement) = 1;
1613       else
1614         {
1615           struct sra_elt *c;
1616           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
1617             mark_no_warning (c);
1618         }
1619       elt->all_no_warning = true;
1620     }
1621 }
1622
1623 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
1624
1625 static tree
1626 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
1627 {
1628   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
1629     {
1630     case RECORD_TYPE:
1631       {
1632         tree field = elt->element;
1633
1634         /* Watch out for compatible records with differing field lists.  */
1635         if (DECL_FIELD_CONTEXT (field) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (base)))
1636           field = find_compatible_field (TREE_TYPE (base), field);
1637
1638         return build3 (COMPONENT_REF, elt->type, base, field, NULL);
1639       }
1640
1641     case ARRAY_TYPE:
1642       todoflags |= TODO_update_smt_usage;
1643       if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
1644         return build4 (ARRAY_RANGE_REF, elt->type, base,
1645                        TREE_OPERAND (elt->element, 0), NULL, NULL);
1646       else
1647         return build4 (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
1648
1649     case COMPLEX_TYPE:
1650       if (elt->element == integer_zero_node)
1651         return build1 (REALPART_EXPR, elt->type, base);
1652       else
1653         return build1 (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
1654
1655     default:
1656       gcc_unreachable ();
1657     }
1658 }
1659
1660 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
1661
1662 static tree
1663 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
1664 {
1665   if (elt->parent)
1666     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
1667   else
1668     return elt->element;
1669 }
1670
1671 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all
1672    instantiated elements under ELT to or from the equivalent structure
1673    rooted at EXPR.  COPY_OUT controls the direction of the copy, with
1674    true meaning to copy out of EXPR into ELT.  */
1675
1676 static void
1677 generate_copy_inout (struct sra_elt *elt, bool copy_out, tree expr,
1678                      tree *list_p)
1679 {
1680   struct sra_elt *c;
1681   tree t;
1682
1683   if (!copy_out && TREE_CODE (expr) == SSA_NAME
1684       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == COMPLEX_TYPE)
1685     {
1686       tree r, i;
1687
1688       c = lookup_element (elt, integer_zero_node, NULL, NO_INSERT);
1689       r = c->replacement;
1690       c = lookup_element (elt, integer_one_node, NULL, NO_INSERT);
1691       i = c->replacement;
1692
1693       t = build2 (COMPLEX_EXPR, elt->type, r, i);
1694       t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, expr, t);
1695       SSA_NAME_DEF_STMT (expr) = t;
1696       append_to_statement_list (t, list_p);
1697     }
1698   else if (elt->replacement)
1699     {
1700       if (copy_out)
1701         t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, elt->replacement, expr);
1702       else
1703         t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, expr, elt->replacement);
1704       append_to_statement_list (t, list_p);
1705     }
1706   else
1707     {
1708       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
1709         {
1710           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
1711           generate_copy_inout (c, copy_out, t, list_p);
1712         }
1713     }
1714 }
1715
1716 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
1717    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
1718    correspondence of instantiated elements.  */
1719
1720 static void
1721 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, tree *list_p)
1722 {
1723   struct sra_elt *dc, *sc;
1724
1725   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dc, dst)
1726     {
1727       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
1728       gcc_assert (sc);
1729       generate_element_copy (dc, sc, list_p);
1730     }
1731
1732   if (dst->replacement)
1733     {
1734       tree t;
1735
1736       gcc_assert (src->replacement);
1737
1738       t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, dst->replacement,
1739                   src->replacement);
1740       append_to_statement_list (t, list_p);
1741     }
1742 }
1743
1744 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
1745    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
1746    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
1747    with generate_element_init.  */
1748
1749 static void
1750 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, tree *list_p)
1751 {
1752   struct sra_elt *c;
1753
1754   if (elt->visited)
1755     {
1756       elt->visited = false;
1757       return;
1758     }
1759
1760   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
1761     generate_element_zero (c, list_p);
1762
1763   if (elt->replacement)
1764     {
1765       tree t;
1766
1767       gcc_assert (elt->is_scalar);
1768       t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
1769
1770       t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, elt->replacement, t);
1771       append_to_statement_list (t, list_p);
1772     }
1773 }
1774
1775 /* Generate an assignment VAR = INIT, where INIT may need gimplification.
1776    Add the result to *LIST_P.  */
1777
1778 static void
1779 generate_one_element_init (tree var, tree init, tree *list_p)
1780 {
1781   /* The replacement can be almost arbitrarily complex.  Gimplify.  */
1782   tree stmt = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, var, init);
1783   gimplify_and_add (stmt, list_p);
1784 }
1785
1786 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
1787    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
1788    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
1789    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
1790    handle.  */
1791
1792 static bool
1793 generate_element_init_1 (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
1794 {
1795   bool result = true;
1796   enum tree_code init_code;
1797   struct sra_elt *sub;
1798   tree t;
1799   unsigned HOST_WIDE_INT idx;
1800   tree value, purpose;
1801
1802   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
1803      conversion, which we strip off here.  */
1804   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
1805   init_code = TREE_CODE (init);
1806
1807   if (elt->is_scalar)
1808     {
1809       if (elt->replacement)
1810         {
1811           generate_one_element_init (elt->replacement, init, list_p);
1812           elt->visited = true;
1813         }
1814       return result;
1815     }
1816
1817   switch (init_code)
1818     {
1819     case COMPLEX_CST:
1820     case COMPLEX_EXPR:
1821       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (sub, elt)
1822         {
1823           if (sub->element == integer_zero_node)
1824             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1825                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
1826           else
1827             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1828                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
1829           result &= generate_element_init_1 (sub, t, list_p);
1830         }
1831       break;
1832
1833     case CONSTRUCTOR:
1834       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (init), idx, purpose, value)
1835         {
1836           if (TREE_CODE (purpose) == RANGE_EXPR)
1837             {
1838               tree lower = TREE_OPERAND (purpose, 0);
1839               tree upper = TREE_OPERAND (purpose, 1);
1840
1841               while (1)
1842                 {
1843                   sub = lookup_element (elt, lower, NULL, NO_INSERT);
1844                   if (sub != NULL)
1845                     result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
1846                   if (tree_int_cst_equal (lower, upper))
1847                     break;
1848                   lower = int_const_binop (PLUS_EXPR, lower,
1849                                            integer_one_node, true);
1850                 }
1851             }
1852           else
1853             {
1854               sub = lookup_element (elt, purpose, NULL, NO_INSERT);
1855               if (sub != NULL)
1856                 result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
1857             }
1858         }
1859       break;
1860
1861     default:
1862       elt->visited = true;
1863       result = false;
1864     }
1865
1866   return result;
1867 }
1868
1869 /* A wrapper function for generate_element_init_1 that handles cleanup after
1870    gimplification.  */
1871
1872 static bool
1873 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
1874 {
1875   bool ret;
1876
1877   push_gimplify_context ();
1878   ret = generate_element_init_1 (elt, init, list_p);
1879   pop_gimplify_context (NULL);
1880
1881   /* The replacement can expose previously unreferenced variables.  */
1882   if (ret && *list_p)
1883     {
1884       tree_stmt_iterator i;
1885
1886       for (i = tsi_start (*list_p); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
1887         find_new_referenced_vars (tsi_stmt_ptr (i));
1888     }
1889
1890   return ret;
1891 }
1892
1893 /* Insert STMT on all the outgoing edges out of BB.  Note that if BB
1894    has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.  Also,
1895    abnormal edges will be ignored.  */
1896
1897 void
1898 insert_edge_copies (tree stmt, basic_block bb)
1899 {
1900   edge e;
1901   edge_iterator ei;
1902   bool first_copy;
1903
1904   first_copy = true;
1905   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1906     {
1907       /* We don't need to insert copies on abnormal edges.  The
1908          value of the scalar replacement is not guaranteed to
1909          be valid through an abnormal edge.  */
1910       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
1911         {
1912           if (first_copy)
1913             {
1914               bsi_insert_on_edge (e, stmt);
1915               first_copy = false;
1916             }
1917           else
1918             bsi_insert_on_edge (e, unsave_expr_now (stmt));
1919         }
1920     }
1921 }
1922
1923 /* Helper function to insert LIST before BSI, and set up line number info.  */
1924
1925 void
1926 sra_insert_before (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1927 {
1928   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1929
1930   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1931     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1932   bsi_insert_before (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1933 }
1934
1935 /* Similarly, but insert after BSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
1936
1937 void
1938 sra_insert_after (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1939 {
1940   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1941
1942   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1943     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1944
1945   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
1946     insert_edge_copies (list, bsi->bb);
1947   else
1948     bsi_insert_after (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1949 }
1950
1951 /* Similarly, but replace the statement at BSI.  */
1952
1953 static void
1954 sra_replace (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1955 {
1956   sra_insert_before (bsi, list);
1957   bsi_remove (bsi, false);
1958   if (bsi_end_p (*bsi))
1959     *bsi = bsi_last (bsi->bb);
1960   else
1961     bsi_prev (bsi);
1962 }
1963
1964 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
1965    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
1966    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
1967
1968 static void
1969 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi,
1970                bool is_output, bool use_all)
1971 {
1972   tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
1973
1974   if (elt->replacement)
1975     {
1976       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
1977          simple as modifying the existing statement in place.  */
1978       if (is_output)
1979         mark_all_v_defs (stmt);
1980       *expr_p = elt->replacement;
1981       update_stmt (stmt);
1982     }
1983   else
1984     {
1985       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we want
1986          to store all (modified) sub-elements back into the structure before
1987          the reference takes place.  If ELT is being written, then we want to
1988          load the changed values back into our shadow variables.  */
1989       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
1990          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
1991          for which the values were last read.  If that number matches the
1992          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
1993          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
1994          a structure is passed as more than one argument to a function call.
1995          This optimization would be most effective if sra_walk_function
1996          processed the blocks in dominator order.  */
1997
1998       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &list);
1999       if (list == NULL)
2000         return;
2001       mark_all_v_defs (list);
2002       if (is_output)
2003         sra_insert_after (bsi, list);
2004       else
2005         {
2006           sra_insert_before (bsi, list);
2007           if (use_all)
2008             mark_no_warning (elt);
2009         }
2010     }
2011 }
2012
2013 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
2014    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
2015
2016 static void
2017 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
2018                 block_stmt_iterator *bsi)
2019 {
2020   tree list, stmt;
2021
2022   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
2023     {
2024       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
2025       stmt = bsi_stmt (*bsi);
2026
2027       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
2028          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
2029       gcc_assert (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT);
2030
2031       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = lhs_elt->replacement;
2032       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = rhs_elt->replacement;
2033       update_stmt (stmt);
2034     }
2035   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
2036     {
2037       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
2038          to the original structure, leave the original assignment
2039          statement (which will perform the block copy), then load the
2040          LHS values out of its now-updated original structure.  */
2041       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
2042          would at least allow those elements that are instantiated in
2043          both structures to be optimized well.  */
2044
2045       list = NULL;
2046       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
2047                            generate_element_ref (rhs_elt), &list);
2048       if (list)
2049         {
2050           mark_all_v_defs (list);
2051           sra_insert_before (bsi, list);
2052         }
2053
2054       list = NULL;
2055       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
2056                            generate_element_ref (lhs_elt), &list);
2057       if (list)
2058         {
2059           mark_all_v_defs (list);
2060           sra_insert_after (bsi, list);
2061         }
2062     }
2063   else
2064     {
2065       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
2066          case perform pair-wise element assignments and replace the
2067          original block copy statement.  */
2068
2069       stmt = bsi_stmt (*bsi);
2070       mark_all_v_defs (stmt);
2071
2072       list = NULL;
2073       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &list);
2074       gcc_assert (list);
2075       mark_all_v_defs (list);
2076       sra_replace (bsi, list);
2077     }
2078 }
2079
2080 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
2081    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
2082    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
2083    CONSTRUCTOR.  */
2084
2085 static void
2086 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, block_stmt_iterator *bsi)
2087 {
2088   bool result = true;
2089   tree list = NULL;
2090
2091   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
2092   if (rhs)
2093     {
2094       /* Unshare the expression just in case this is from a decl's initial.  */
2095       rhs = unshare_expr (rhs);
2096       result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &list);
2097     }
2098
2099   /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
2100      a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
2101   generate_element_zero (lhs_elt, &list);
2102
2103   if (!result)
2104     {
2105       /* If we failed to convert the entire initializer, then we must
2106          leave the structure assignment in place and must load values
2107          from the structure into the slots for which we did not find
2108          constants.  The easiest way to do this is to generate a complete
2109          copy-out, and then follow that with the constant assignments
2110          that we were able to build.  DCE will clean things up.  */
2111       tree list0 = NULL;
2112       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
2113                            &list0);
2114       append_to_statement_list (list, &list0);
2115       list = list0;
2116     }
2117
2118   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
2119     {
2120       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
2121          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
2122          exposes constants to later optimizations.  */
2123       if (list)
2124         {
2125           mark_all_v_defs (list);
2126           sra_insert_after (bsi, list);
2127         }
2128     }
2129   else
2130     {
2131       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
2132          replaces the original structure assignment.  */
2133       gcc_assert (list);
2134       mark_all_v_defs (bsi_stmt (*bsi));
2135       mark_all_v_defs (list);
2136       sra_replace (bsi, list);
2137     }
2138 }
2139
2140 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
2141    on all INDIRECT_REFs.  */
2142
2143 static tree
2144 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2145 {
2146   tree t = *tp;
2147
2148   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
2149     {
2150       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
2151       *walk_subtrees = 0;
2152     }
2153   else if (IS_TYPE_OR_DECL_P (t))
2154     *walk_subtrees = 0;
2155
2156   return NULL;
2157 }
2158
2159 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
2160    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
2161    if ELT is on the left-hand side.  */
2162
2163 static void
2164 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
2165                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output)
2166 {
2167   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
2168   gcc_assert (!elt->replacement);
2169
2170   if (elt->use_block_copy)
2171     {
2172       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
2173          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
2174       scalarize_use (elt, NULL, bsi, is_output, false);
2175     }
2176   else
2177     {
2178       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
2179          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
2180          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
2181
2182       tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
2183
2184       mark_all_v_defs (stmt);
2185       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &list);
2186       mark_all_v_defs (list);
2187       gcc_assert (list);
2188
2189       /* Preserve EH semantics.  */
2190       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
2191         {
2192           tree_stmt_iterator tsi;
2193           tree first;
2194
2195           /* Extract the first statement from LIST.  */
2196           tsi = tsi_start (list);
2197           first = tsi_stmt (tsi);
2198           tsi_delink (&tsi);
2199
2200           /* Replace the old statement with this new representative.  */
2201           bsi_replace (bsi, first, true);
2202
2203           if (!tsi_end_p (tsi))
2204             {
2205               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
2206                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
2207                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
2208                  iterating over the remaining statements and set
2209                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
2210               do
2211                 {
2212                   walk_tree (tsi_stmt_ptr (tsi), mark_notrap, NULL, NULL);
2213                   tsi_next (&tsi);
2214                 }
2215               while (!tsi_end_p (tsi));
2216
2217               insert_edge_copies (list, bsi->bb);
2218             }
2219         }
2220       else
2221         sra_replace (bsi, list);
2222     }
2223 }
2224
2225 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
2226
2227 static void
2228 scalarize_parms (void)
2229 {
2230   tree list = NULL;
2231   unsigned i;
2232   bitmap_iterator bi;
2233
2234   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i, bi)
2235     {
2236       tree var = referenced_var (i);
2237       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
2238       generate_copy_inout (elt, true, var, &list);
2239     }
2240
2241   if (list)
2242     {
2243       insert_edge_copies (list, ENTRY_BLOCK_PTR);
2244       mark_all_v_defs (list);
2245     }
2246 }
2247
2248 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
2249
2250 static void
2251 scalarize_function (void)
2252 {
2253   static const struct sra_walk_fns fns = {
2254     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
2255   };
2256
2257   sra_walk_function (&fns);
2258   scalarize_parms ();
2259   bsi_commit_edge_inserts ();
2260 }
2261
2262 \f
2263 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
2264
2265 static void
2266 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
2267 {
2268   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
2269     {
2270       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
2271       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
2272     }
2273   else
2274     {
2275       if (elt->parent)
2276         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
2277       if (DECL_P (elt->element))
2278         {
2279           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
2280             fputc ('.', f);
2281           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
2282         }
2283       else if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
2284         fprintf (f, "["HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC".."HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC"]",
2285                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 0)),
2286                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 1)));
2287       else
2288         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
2289                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
2290     }
2291 }
2292
2293 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
2294
2295 void
2296 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
2297 {
2298   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
2299   fputc ('\n', stderr);
2300 }
2301
2302 void 
2303 sra_init_cache (void)
2304 {
2305   if (sra_type_decomp_cache) 
2306     return;
2307
2308   sra_type_decomp_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
2309   sra_type_inst_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
2310 }
2311
2312 /* Main entry point.  */
2313
2314 static unsigned int
2315 tree_sra (void)
2316 {
2317   /* Initialize local variables.  */
2318   todoflags = 0;
2319   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
2320   sra_candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
2321   needs_copy_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
2322   sra_init_cache ();
2323   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
2324
2325   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
2326   if (find_candidates_for_sra ())
2327     {
2328       scan_function ();
2329       decide_instantiations ();
2330       scalarize_function ();
2331     }
2332
2333   /* Free allocated memory.  */
2334   htab_delete (sra_map);
2335   sra_map = NULL;
2336   BITMAP_FREE (sra_candidates);
2337   BITMAP_FREE (needs_copy_in);
2338   BITMAP_FREE (sra_type_decomp_cache);
2339   BITMAP_FREE (sra_type_inst_cache);
2340   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
2341   return todoflags;
2342 }
2343
2344 static bool
2345 gate_sra (void)
2346 {
2347   return flag_tree_sra != 0;
2348 }
2349
2350 struct tree_opt_pass pass_sra =
2351 {
2352   "sra",                                /* name */
2353   gate_sra,                             /* gate */
2354   tree_sra,                             /* execute */
2355   NULL,                                 /* sub */
2356   NULL,                                 /* next */
2357   0,                                    /* static_pass_number */
2358   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
2359   PROP_cfg | PROP_ssa | PROP_alias,     /* properties_required */
2360   0,                                    /* properties_provided */
2361   0,                                    /* properties_destroyed */
2362   0,                                    /* todo_flags_start */
2363   TODO_dump_func
2364   | TODO_update_ssa
2365   | TODO_ggc_collect
2366   | TODO_verify_ssa,                    /* todo_flags_finish */
2367   0                                     /* letter */
2368 };