OSDN Git Service

2008-04-23 Richard Guenther <rguenther@suse.de>
[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, 2007, 2008
5      Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
11 under the terms of the GNU General Public License as published by the
12 Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
13 later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
16 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
17 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
18 for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
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 /* True if this is the "early" pass, before inlining.  */
79 static bool early_sra;
80
81 /* The set of todo flags to return from tree_sra.  */
82 static unsigned int todoflags;
83
84 /* The set of aggregate variables that are candidates for scalarization.  */
85 static bitmap sra_candidates;
86
87 /* Set of scalarizable PARM_DECLs that need copy-in operations at the
88    beginning of the function.  */
89 static bitmap needs_copy_in;
90
91 /* Sets of bit pairs that cache type decomposition and instantiation.  */
92 static bitmap sra_type_decomp_cache;
93 static bitmap sra_type_inst_cache;
94
95 /* One of these structures is created for each candidate aggregate and
96    each (accessed) member or group of members of such an aggregate.  */
97 struct sra_elt
98 {
99   /* A tree of the elements.  Used when we want to traverse everything.  */
100   struct sra_elt *parent;
101   struct sra_elt *groups;
102   struct sra_elt *children;
103   struct sra_elt *sibling;
104
105   /* If this element is a root, then this is the VAR_DECL.  If this is
106      a sub-element, this is some token used to identify the reference.
107      In the case of COMPONENT_REF, this is the FIELD_DECL.  In the case
108      of an ARRAY_REF, this is the (constant) index.  In the case of an
109      ARRAY_RANGE_REF, this is the (constant) RANGE_EXPR.  In the case
110      of a complex number, this is a zero or one.  */
111   tree element;
112
113   /* The type of the element.  */
114   tree type;
115
116   /* A VAR_DECL, for any sub-element we've decided to replace.  */
117   tree replacement;
118
119   /* The number of times the element is referenced as a whole.  I.e.
120      given "a.b.c", this would be incremented for C, but not for A or B.  */
121   unsigned int n_uses;
122
123   /* The number of times the element is copied to or from another
124      scalarizable element.  */
125   unsigned int n_copies;
126
127   /* True if TYPE is scalar.  */
128   bool is_scalar;
129
130   /* True if this element is a group of members of its parent.  */
131   bool is_group;
132
133   /* True if we saw something about this element that prevents scalarization,
134      such as non-constant indexing.  */
135   bool cannot_scalarize;
136
137   /* True if we've decided that structure-to-structure assignment
138      should happen via memcpy and not per-element.  */
139   bool use_block_copy;
140
141   /* True if everything under this element has been marked TREE_NO_WARNING.  */
142   bool all_no_warning;
143
144   /* A flag for use with/after random access traversals.  */
145   bool visited;
146
147   /* True if there is BIT_FIELD_REF on the lhs with a vector. */
148   bool is_vector_lhs;
149
150   /* 1 if the element is a field that is part of a block, 2 if the field
151      is the block itself, 0 if it's neither.  */
152   char in_bitfld_block;
153 };
154
155 #define IS_ELEMENT_FOR_GROUP(ELEMENT) (TREE_CODE (ELEMENT) == RANGE_EXPR)
156
157 #define FOR_EACH_ACTUAL_CHILD(CHILD, ELT)                       \
158   for ((CHILD) = (ELT)->is_group                                \
159                  ? next_child_for_group (NULL, (ELT))           \
160                  : (ELT)->children;                             \
161        (CHILD);                                                 \
162        (CHILD) = (ELT)->is_group                                \
163                  ? next_child_for_group ((CHILD), (ELT))        \
164                  : (CHILD)->sibling)
165
166 /* Helper function for above macro.  Return next child in group.  */
167 static struct sra_elt *
168 next_child_for_group (struct sra_elt *child, struct sra_elt *group)
169 {
170   gcc_assert (group->is_group);
171
172   /* Find the next child in the parent.  */
173   if (child)
174     child = child->sibling;
175   else
176     child = group->parent->children;
177
178   /* Skip siblings that do not belong to the group.  */
179   while (child)
180     {
181       tree g_elt = group->element;
182       if (TREE_CODE (g_elt) == RANGE_EXPR)
183         {
184           if (!tree_int_cst_lt (child->element, TREE_OPERAND (g_elt, 0))
185               && !tree_int_cst_lt (TREE_OPERAND (g_elt, 1), child->element))
186             break;
187         }
188       else
189         gcc_unreachable ();
190
191       child = child->sibling;
192     }
193
194   return child;
195 }
196
197 /* Random access to the child of a parent is performed by hashing.
198    This prevents quadratic behavior, and allows SRA to function
199    reasonably on larger records.  */
200 static htab_t sra_map;
201
202 /* All structures are allocated out of the following obstack.  */
203 static struct obstack sra_obstack;
204
205 /* Debugging functions.  */
206 static void dump_sra_elt_name (FILE *, struct sra_elt *);
207 extern void debug_sra_elt_name (struct sra_elt *);
208
209 /* Forward declarations.  */
210 static tree generate_element_ref (struct sra_elt *);
211 static tree sra_build_assignment (tree dst, tree src);
212 static void mark_all_v_defs (tree list);
213
214 \f
215 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
216
217 static bool
218 is_sra_candidate_decl (tree decl)
219 {
220   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, DECL_UID (decl));
221 }
222
223 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
224
225 static bool
226 is_sra_scalar_type (tree type)
227 {
228   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
229   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
230           || code == FIXED_POINT_TYPE
231           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
232           || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
233           || code == REFERENCE_TYPE);
234 }
235
236 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
237
238    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
239    instantiated, just that if we decide to break up the type into
240    separate pieces that it can be done.  */
241
242 bool
243 sra_type_can_be_decomposed_p (tree type)
244 {
245   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
246   tree t;
247
248   /* Avoid searching the same type twice.  */
249   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
250     return true;
251   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
252     return false;
253
254   /* The type must have a definite nonzero size.  */
255   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST
256       || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
257     goto fail;
258
259   /* The type must be a non-union aggregate.  */
260   switch (TREE_CODE (type))
261     {
262     case RECORD_TYPE:
263       {
264         bool saw_one_field = false;
265
266         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
267           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
268             {
269               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
270               if (DECL_BIT_FIELD (t)
271                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
272                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
273                 goto fail;
274
275               saw_one_field = true;
276             }
277
278         /* Record types must have at least one field.  */
279         if (!saw_one_field)
280           goto fail;
281       }
282       break;
283
284     case ARRAY_TYPE:
285       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
286       t = TYPE_DOMAIN (type);
287       if (t == NULL)
288         goto fail;
289       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
290         goto fail;
291       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
292         goto fail;
293       break;
294
295     case COMPLEX_TYPE:
296       break;
297
298     default:
299       goto fail;
300     }
301
302   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
303   return true;
304
305  fail:
306   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
307   return false;
308 }
309
310 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
311    (though not necessarily scalar) variables.  */
312
313 static bool
314 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
315 {
316   /* Early out for scalars.  */
317   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
318     return false;
319
320   /* The variable must not be aliased.  */
321   if (!is_gimple_non_addressable (var))
322     {
323       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
324         {
325           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
326           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
327           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
328         }
329       return false;
330     }
331
332   /* The variable must not be volatile.  */
333   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
334     {
335       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
336         {
337           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
338           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
339           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
340         }
341       return false;
342     }
343
344   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
345   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
346     {
347       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
348         {
349           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
350           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
351           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
352         }
353       return false;
354     }
355
356   /* HACK: if we decompose a va_list_type_node before inlining, then we'll
357      confuse tree-stdarg.c, and we won't be able to figure out which and
358      how many arguments are accessed.  This really should be improved in
359      tree-stdarg.c, as the decomposition is truely a win.  This could also
360      be fixed if the stdarg pass ran early, but this can't be done until
361      we've aliasing information early too.  See PR 30791.  */
362   if (early_sra
363       && TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
364          == TYPE_MAIN_VARIANT (va_list_type_node))
365     return false;
366
367   return true;
368 }
369
370 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
371
372 static bool
373 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
374 {
375   if (is_sra_scalar_type (type))
376     return true;
377   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (type))
378     return false;
379
380   switch (TREE_CODE (type))
381     {
382     case RECORD_TYPE:
383       {
384         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
385         tree f;
386
387         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
388           return true;
389         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
390           return false;
391
392         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
393           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
394             {
395               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
396                 {
397                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
398                   return false;
399                 }
400             }
401
402         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
403         return true;
404       }
405
406     case ARRAY_TYPE:
407       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
408
409     case COMPLEX_TYPE:
410       return true;
411
412     default:
413       gcc_unreachable ();
414     }
415 }
416
417 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
418
419 static bool
420 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
421 {
422   struct sra_elt *c;
423
424   if (elt->cannot_scalarize)
425     return false;
426
427   for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
428     if (!can_completely_scalarize_p (c))
429       return false;
430
431   for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
432     if (!can_completely_scalarize_p (c))
433       return false;
434
435   return true;
436 }
437
438 \f
439 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
440    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
441
442 static hashval_t
443 sra_hash_tree (tree t)
444 {
445   hashval_t h;
446
447   switch (TREE_CODE (t))
448     {
449     case VAR_DECL:
450     case PARM_DECL:
451     case RESULT_DECL:
452       h = DECL_UID (t);
453       break;
454
455     case INTEGER_CST:
456       h = TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
457       break;
458
459     case RANGE_EXPR:
460       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 0), 0);
461       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), h);
462       break;
463
464     case FIELD_DECL:
465       /* We can have types that are compatible, but have different member
466          lists, so we can't hash fields by ID.  Use offsets instead.  */
467       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_OFFSET (t), 0);
468       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (t), h);
469       break;
470
471     case BIT_FIELD_REF:
472       /* Don't take operand 0 into account, that's our parent.  */
473       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), 0);
474       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 2), h);
475       break;
476
477     default:
478       gcc_unreachable ();
479     }
480
481   return h;
482 }
483
484 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
485
486 static hashval_t
487 sra_elt_hash (const void *x)
488 {
489   const struct sra_elt *e = x;
490   const struct sra_elt *p;
491   hashval_t h;
492
493   h = sra_hash_tree (e->element);
494
495   /* Take into account everything except bitfield blocks back up the
496      chain.  Given that chain lengths are rarely very long, this
497      should be acceptable.  If we truly identify this as a performance
498      problem, it should work to hash the pointer value
499      "e->parent".  */
500   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
501     if (!p->in_bitfld_block)
502       h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
503
504   return h;
505 }
506
507 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
508
509 static int
510 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
511 {
512   const struct sra_elt *a = x;
513   const struct sra_elt *b = y;
514   tree ae, be;
515   const struct sra_elt *ap = a->parent;
516   const struct sra_elt *bp = b->parent;
517
518   if (ap)
519     while (ap->in_bitfld_block)
520       ap = ap->parent;
521   if (bp)
522     while (bp->in_bitfld_block)
523       bp = bp->parent;
524
525   if (ap != bp)
526     return false;
527
528   ae = a->element;
529   be = b->element;
530
531   if (ae == be)
532     return true;
533   if (TREE_CODE (ae) != TREE_CODE (be))
534     return false;
535
536   switch (TREE_CODE (ae))
537     {
538     case VAR_DECL:
539     case PARM_DECL:
540     case RESULT_DECL:
541       /* These are all pointer unique.  */
542       return false;
543
544     case INTEGER_CST:
545       /* Integers are not pointer unique, so compare their values.  */
546       return tree_int_cst_equal (ae, be);
547
548     case RANGE_EXPR:
549       return
550         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 0), TREE_OPERAND (be, 0))
551         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1));
552
553     case FIELD_DECL:
554       /* Fields are unique within a record, but not between
555          compatible records.  */
556       if (DECL_FIELD_CONTEXT (ae) == DECL_FIELD_CONTEXT (be))
557         return false;
558       return fields_compatible_p (ae, be);
559
560     case BIT_FIELD_REF:
561       return
562         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1))
563         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 2), TREE_OPERAND (be, 2));
564
565     default:
566       gcc_unreachable ();
567     }
568 }
569
570 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
571    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
572
573 static struct sra_elt *
574 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
575                 enum insert_option insert)
576 {
577   struct sra_elt dummy;
578   struct sra_elt **slot;
579   struct sra_elt *elt;
580
581   if (parent)
582     dummy.parent = parent->is_group ? parent->parent : parent;
583   else
584     dummy.parent = NULL;
585   dummy.element = child;
586
587   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
588   if (!slot && insert == NO_INSERT)
589     return NULL;
590
591   elt = *slot;
592   if (!elt && insert == INSERT)
593     {
594       *slot = elt = obstack_alloc (&sra_obstack, sizeof (*elt));
595       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
596
597       elt->parent = parent;
598       elt->element = child;
599       elt->type = type;
600       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
601
602       if (parent)
603         {
604           if (IS_ELEMENT_FOR_GROUP (elt->element))
605             {
606               elt->is_group = true;
607               elt->sibling = parent->groups;
608               parent->groups = elt;
609             }
610           else
611             {
612               elt->sibling = parent->children;
613               parent->children = elt;
614             }
615         }
616
617       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
618          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
619       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
620         {
621           elt->n_copies = 1;
622           bitmap_set_bit (needs_copy_in, DECL_UID (child));
623         }
624     }
625
626   return elt;
627 }
628
629 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression
630    refers to a scalarizable variable.  */
631
632 static struct sra_elt *
633 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
634 {
635   struct sra_elt *elt;
636   tree child;
637
638   switch (TREE_CODE (expr))
639     {
640     case VAR_DECL:
641     case PARM_DECL:
642     case RESULT_DECL:
643       if (is_sra_candidate_decl (expr))
644         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
645       return NULL;
646
647     case ARRAY_REF:
648       /* We can't scalarize variable array indices.  */
649       if (in_array_bounds_p (expr))
650         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
651       else
652         return NULL;
653       break;
654
655     case ARRAY_RANGE_REF:
656       /* We can't scalarize variable array indices.  */
657       if (range_in_array_bounds_p (expr))
658         {
659           tree domain = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (expr));
660           child = build2 (RANGE_EXPR, integer_type_node,
661                           TYPE_MIN_VALUE (domain), TYPE_MAX_VALUE (domain));
662         }
663       else
664         return NULL;
665       break;
666
667     case COMPONENT_REF:
668       {
669         tree type = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0));
670         /* Don't look through unions.  */
671         if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
672           return NULL;
673         /* Neither through variable-sized records.  */
674         if (TYPE_SIZE (type) == NULL_TREE
675             || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST)
676           return NULL;
677         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
678       }
679       break;
680
681     case REALPART_EXPR:
682       child = integer_zero_node;
683       break;
684     case IMAGPART_EXPR:
685       child = integer_one_node;
686       break;
687
688     default:
689       return NULL;
690     }
691
692   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
693   if (elt)
694     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
695   return NULL;
696 }
697
698 \f
699 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
700    references, and categorize them.  */
701
702 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
703    various kinds of references seen.  In all cases, *BSI is an iterator
704    pointing to the statement being processed.  */
705 struct sra_walk_fns
706 {
707   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
708      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
709      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
710      is a left-hand-side reference.  USE_ALL is true if we saw something we
711      couldn't quite identify and had to force the use of the entire object.  */
712   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
713                block_stmt_iterator *bsi, bool is_output, bool use_all);
714
715   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
716   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
717                 block_stmt_iterator *bsi);
718
719   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
720      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
721   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, block_stmt_iterator *bsi);
722
723   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
724      and one non-scalarizable reference OTHER without side-effects. 
725      IS_OUTPUT is true if ELT is on the left-hand side.  */
726   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
727                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
728
729   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
730   /* ??? This is a hack.  */
731   bool initial_scan;
732 };
733
734 #ifdef ENABLE_CHECKING
735 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains a candidate decl, return it.  */
736
737 static tree
738 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
739                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
740 {
741   tree t = *tp;
742   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
743
744   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
745     {
746       *walk_subtrees = 0;
747       if (is_sra_candidate_decl (t))
748         return t;
749     }
750   else if (TYPE_P (t))
751     *walk_subtrees = 0;
752
753   return NULL;
754 }
755 #endif
756
757 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
758    If we find one, invoke FNS->USE.  */
759
760 static void
761 sra_walk_expr (tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
762                const struct sra_walk_fns *fns)
763 {
764   tree expr = *expr_p;
765   tree inner = expr;
766   bool disable_scalarization = false;
767   bool use_all_p = false;
768
769   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
770      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
771      are references that we can scalarize.  If we come across something that
772      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
773      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
774
775   while (1)
776     switch (TREE_CODE (inner))
777       {
778       case VAR_DECL:
779       case PARM_DECL:
780       case RESULT_DECL:
781         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
782         if (is_sra_candidate_decl (inner))
783           {
784             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
785             if (disable_scalarization)
786               elt->cannot_scalarize = true;
787             else
788               fns->use (elt, expr_p, bsi, is_output, use_all_p);
789           }
790         return;
791
792       case ARRAY_REF:
793         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
794            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
795            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
796            index reference inside a loop being overridden by several constant
797            index references during loop setup.  It's possible that this could
798            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
799            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth
800            the effort.  */
801         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
802            without duplicating too much code.  */
803         if (!in_array_bounds_p (inner))
804           {
805             disable_scalarization = true;
806             goto use_all;
807           }
808         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
809            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
810         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
811           goto use_all;
812         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
813         break;
814
815       case ARRAY_RANGE_REF:
816         if (!range_in_array_bounds_p (inner))
817           {
818             disable_scalarization = true;
819             goto use_all;
820           }
821         /* ??? See above non-constant bounds and stride .  */
822         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
823           goto use_all;
824         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
825         break;
826
827       case COMPONENT_REF:
828         {
829           tree type = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0));
830           /* Don't look through unions.  */
831           if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
832             goto use_all;
833           /* Neither through variable-sized records.  */
834           if (TYPE_SIZE (type) == NULL_TREE
835               || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST)
836             goto use_all;
837           inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
838         }
839         break;
840
841       case REALPART_EXPR:
842       case IMAGPART_EXPR:
843         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
844         break;
845
846       case BIT_FIELD_REF:
847         /* A bit field reference to a specific vector is scalarized but for
848            ones for inputs need to be marked as used on the left hand size so
849            when we scalarize it, we can mark that variable as non renamable.  */
850         if (is_output
851             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) == VECTOR_TYPE)
852           {
853             struct sra_elt *elt
854               = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (inner, 0));
855             if (elt)
856               elt->is_vector_lhs = true;
857           }
858
859         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
860            is not currently scalarized.  Consider this an access to the full
861            outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
862         goto use_all;
863
864       case NOP_EXPR:
865         /* Similarly, a nop explicitly wants to look at an object in a
866            type other than the one we've scalarized.  */
867         goto use_all;
868
869       case VIEW_CONVERT_EXPR:
870         /* Likewise for a view conversion, but with an additional twist:
871            it can be on the LHS and, in this case, an access to the full
872            outer element would mean a killing def.  So we need to punt
873            if we haven't already a full access to the current element,
874            because we cannot pretend to have a killing def if we only
875            have a partial access at some level.  */
876         if (is_output && !use_all_p && inner != expr)
877           disable_scalarization = true;
878         goto use_all;
879
880       case WITH_SIZE_EXPR:
881         /* This is a transparent wrapper.  The entire inner expression really
882            is being used.  */
883         goto use_all;
884
885       use_all:
886         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
887         inner = expr = *expr_p;
888         use_all_p = true;
889         break;
890
891       default:
892 #ifdef ENABLE_CHECKING
893         /* Validate that we're not missing any references.  */
894         gcc_assert (!walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL));
895 #endif
896         return;
897       }
898 }
899
900 /* Walk a TREE_LIST of values looking for scalarizable aggregates.
901    If we find one, invoke FNS->USE.  */
902
903 static void
904 sra_walk_tree_list (tree list, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
905                     const struct sra_walk_fns *fns)
906 {
907   tree op;
908   for (op = list; op ; op = TREE_CHAIN (op))
909     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (op), bsi, is_output, fns);
910 }
911
912 /* Walk the arguments of a CALL_EXPR looking for scalarizable aggregates.
913    If we find one, invoke FNS->USE.  */
914
915 static void
916 sra_walk_call_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
917                     const struct sra_walk_fns *fns)
918 {
919   int i;
920   int nargs = call_expr_nargs (expr);
921   for (i = 0; i < nargs; i++)
922     sra_walk_expr (&CALL_EXPR_ARG (expr, i), bsi, false, fns);
923 }
924
925 /* Walk the inputs and outputs of an ASM_EXPR looking for scalarizable
926    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
927
928 static void
929 sra_walk_asm_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
930                    const struct sra_walk_fns *fns)
931 {
932   sra_walk_tree_list (ASM_INPUTS (expr), bsi, false, fns);
933   sra_walk_tree_list (ASM_OUTPUTS (expr), bsi, true, fns);
934 }
935
936 /* Walk a GIMPLE_MODIFY_STMT and categorize the assignment appropriately.  */
937
938 static void
939 sra_walk_gimple_modify_stmt (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
940                              const struct sra_walk_fns *fns)
941 {
942   struct sra_elt *lhs_elt, *rhs_elt;
943   tree lhs, rhs;
944
945   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0);
946   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1);
947   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
948   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
949
950   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
951   if (lhs_elt && rhs_elt)
952     {
953       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, bsi);
954       return;
955     }
956
957   /* If the RHS is scalarizable, handle it.  There are only two cases.  */
958   if (rhs_elt)
959     {
960       if (!rhs_elt->is_scalar && !TREE_SIDE_EFFECTS (lhs))
961         fns->ldst (rhs_elt, lhs, bsi, false);
962       else
963         fns->use (rhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, false);
964     }
965
966   /* If it isn't scalarizable, there may be scalarizable variables within, so
967      check for a call or else walk the RHS to see if we need to do any
968      copy-in operations.  We need to do it before the LHS is scalarized so
969      that the statements get inserted in the proper place, before any
970      copy-out operations.  */
971   else
972     {
973       tree call = get_call_expr_in (rhs);
974       if (call)
975         sra_walk_call_expr (call, bsi, fns);
976       else
977         sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
978     }
979
980   /* Likewise, handle the LHS being scalarizable.  We have cases similar
981      to those above, but also want to handle RHS being constant.  */
982   if (lhs_elt)
983     {
984       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
985          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
986       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
987           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
988           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
989         fns->init (lhs_elt, rhs, bsi);
990
991       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
992          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
993       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
994                && TREE_STATIC (rhs)
995                && TREE_READONLY (rhs)
996                && targetm.binds_local_p (rhs))
997         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), bsi);
998
999       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
1000          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
1001          the result of a function call.  Which would result in trying to call
1002          the function multiple times, and other evil things.  */
1003       else if (!lhs_elt->is_scalar
1004                && !TREE_SIDE_EFFECTS (rhs) && is_gimple_addressable (rhs))
1005         fns->ldst (lhs_elt, rhs, bsi, true);
1006
1007       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
1008          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
1009       else
1010         fns->use (lhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, false);
1011     }
1012
1013   /* Similarly to above, LHS_ELT being null only means that the LHS as a
1014      whole is not a scalarizable reference.  There may be occurrences of
1015      scalarizable variables within, which implies a USE.  */
1016   else
1017     sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, fns);
1018 }
1019
1020 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
1021    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
1022    scalarizable variables.  */
1023
1024 static void
1025 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
1026 {
1027   basic_block bb;
1028   block_stmt_iterator si, ni;
1029
1030   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
1031      dominator tree order.  */
1032
1033   FOR_EACH_BB (bb)
1034     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); si = ni)
1035       {
1036         tree stmt, t;
1037         stmt_ann_t ann;
1038
1039         stmt = bsi_stmt (si);
1040         ann = stmt_ann (stmt);
1041
1042         ni = si;
1043         bsi_next (&ni);
1044
1045         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
1046            make any structure references that we care about.  */
1047         if (gimple_aliases_computed_p (cfun)
1048             && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, (SSA_OP_VIRTUAL_DEFS | SSA_OP_VUSE)))
1049               continue;
1050
1051         switch (TREE_CODE (stmt))
1052           {
1053           case RETURN_EXPR:
1054             /* If we have "return <retval>" then the return value is
1055                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
1056                force all the components back in place for the return.
1057
1058                If we have an embedded assignment, then <retval> is of
1059                a type that gets returned in registers in this ABI, and
1060                we do not wish to extend their lifetimes.  Treat this
1061                as a USE of the variable on the RHS of this assignment.  */
1062
1063             t = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1064             if (t == NULL_TREE)
1065               ;
1066             else if (TREE_CODE (t) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
1067               sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1), &si, false, fns);
1068             else
1069               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (stmt, 0), &si, false, fns);
1070             break;
1071
1072           case GIMPLE_MODIFY_STMT:
1073             sra_walk_gimple_modify_stmt (stmt, &si, fns);
1074             break;
1075           case CALL_EXPR:
1076             sra_walk_call_expr (stmt, &si, fns);
1077             break;
1078           case ASM_EXPR:
1079             sra_walk_asm_expr (stmt, &si, fns);
1080             break;
1081
1082           default:
1083             break;
1084           }
1085       }
1086 }
1087 \f
1088 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
1089    structures that could be decomposed.  */
1090
1091 static bool
1092 find_candidates_for_sra (void)
1093 {
1094   bool any_set = false;
1095   tree var;
1096   referenced_var_iterator rvi;
1097
1098   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
1099     {
1100       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
1101         {
1102           bitmap_set_bit (sra_candidates, DECL_UID (var));
1103           any_set = true;
1104         }
1105     }
1106
1107   return any_set;
1108 }
1109
1110 \f
1111 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
1112    number of times they are used or copied respectively.  */
1113
1114 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
1115    considered a copy, because we can decompose the reference such that
1116    the sub-elements needn't be contiguous.  */
1117
1118 static void
1119 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
1120           block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1121           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED, bool use_all ATTRIBUTE_UNUSED)
1122 {
1123   elt->n_uses += 1;
1124 }
1125
1126 static void
1127 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1128            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1129 {
1130   lhs_elt->n_copies += 1;
1131   rhs_elt->n_copies += 1;
1132 }
1133
1134 static void
1135 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
1136            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1137 {
1138   lhs_elt->n_copies += 1;
1139 }
1140
1141 static void
1142 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
1143            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1144            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
1145 {
1146   elt->n_copies += 1;
1147 }
1148
1149 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
1150
1151 static void
1152 scan_dump (struct sra_elt *elt)
1153 {
1154   struct sra_elt *c;
1155
1156   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1157   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
1158
1159   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1160     scan_dump (c);
1161
1162   for (c = elt->groups; c ; c = c->sibling)
1163     scan_dump (c);
1164 }
1165
1166 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
1167    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
1168
1169 static void
1170 scan_function (void)
1171 {
1172   static const struct sra_walk_fns fns = {
1173     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
1174   };
1175   bitmap_iterator bi;
1176
1177   sra_walk_function (&fns);
1178
1179   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1180     {
1181       unsigned i;
1182
1183       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
1184       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1185         {
1186           tree var = referenced_var (i);
1187           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1188           if (elt)
1189             scan_dump (elt);
1190         }
1191       fputc ('\n', dump_file);
1192     }
1193 }
1194 \f
1195 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
1196    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
1197
1198 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
1199    name on the obstack.  */
1200
1201 static void
1202 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1203 {
1204   tree t;
1205   char buffer[32];
1206
1207   if (elt->parent)
1208     {
1209       build_element_name_1 (elt->parent);
1210       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1211
1212       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1213         {
1214           if (elt->element == integer_zero_node)
1215             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1216           else
1217             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1218           return;
1219         }
1220     }
1221
1222   t = elt->element;
1223   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1224     {
1225       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1226       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1227       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1228     }
1229   else if (TREE_CODE (t) == BIT_FIELD_REF)
1230     {
1231       sprintf (buffer, "B" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1232                tree_low_cst (TREE_OPERAND (t, 2), 1));
1233       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1234       sprintf (buffer, "F" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1235                tree_low_cst (TREE_OPERAND (t, 1), 1));
1236       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1237     }
1238   else
1239     {
1240       tree name = DECL_NAME (t);
1241       if (name)
1242         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1243                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1244       else
1245         {
1246           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1247           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1248         }
1249     }
1250 }
1251
1252 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1253    The name is built on the obstack.  */
1254
1255 static char *
1256 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1257 {
1258   build_element_name_1 (elt);
1259   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1260   return XOBFINISH (&sra_obstack, char *);
1261 }
1262
1263 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1264
1265 static void
1266 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1267 {
1268   struct sra_elt *base_elt;
1269   tree var, base;
1270   bool nowarn = TREE_NO_WARNING (elt->element);
1271
1272   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1273     if (!nowarn)
1274       nowarn = TREE_NO_WARNING (base_elt->parent->element);
1275   base = base_elt->element;
1276
1277   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1278
1279   if (DECL_P (elt->element)
1280       && !tree_int_cst_equal (DECL_SIZE (var), DECL_SIZE (elt->element)))
1281     {
1282       DECL_SIZE (var) = DECL_SIZE (elt->element);
1283       DECL_SIZE_UNIT (var) = DECL_SIZE_UNIT (elt->element);
1284
1285       elt->in_bitfld_block = 1;
1286       elt->replacement = build3 (BIT_FIELD_REF, elt->type, var,
1287                                  DECL_SIZE (var),
1288                                  BYTES_BIG_ENDIAN
1289                                  ? size_binop (MINUS_EXPR,
1290                                                TYPE_SIZE (elt->type),
1291                                                DECL_SIZE (var))
1292                                  : bitsize_int (0));
1293     }
1294
1295   /* For vectors, if used on the left hand side with BIT_FIELD_REF,
1296      they are not a gimple register.  */
1297   if (TREE_CODE (TREE_TYPE (var)) == VECTOR_TYPE && elt->is_vector_lhs)
1298     DECL_GIMPLE_REG_P (var) = 0;
1299
1300   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1301   DECL_ARTIFICIAL (var) = 1;
1302
1303   if (TREE_THIS_VOLATILE (elt->type))
1304     {
1305       TREE_THIS_VOLATILE (var) = 1;
1306       TREE_SIDE_EFFECTS (var) = 1;
1307     }
1308
1309   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1310     {
1311       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1312       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1313       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1314
1315       SET_DECL_DEBUG_EXPR (var, generate_element_ref (elt));
1316       DECL_DEBUG_EXPR_IS_FROM (var) = 1;
1317       
1318       DECL_IGNORED_P (var) = 0;
1319       TREE_NO_WARNING (var) = nowarn;
1320     }
1321   else
1322     {
1323       DECL_IGNORED_P (var) = 1;
1324       /* ??? We can't generate any warning that would be meaningful.  */
1325       TREE_NO_WARNING (var) = 1;
1326     }
1327
1328   /* Zero-initialize bit-field scalarization variables, to avoid
1329      triggering undefined behavior.  */
1330   if (TREE_CODE (elt->element) == BIT_FIELD_REF
1331       || (var != elt->replacement
1332           && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF))
1333     {
1334       tree init = sra_build_assignment (var, fold_convert (TREE_TYPE (var),
1335                                                            integer_zero_node));
1336       insert_edge_copies (init, ENTRY_BLOCK_PTR);
1337       mark_all_v_defs (init);
1338     }
1339
1340   if (dump_file)
1341     {
1342       fputs ("  ", dump_file);
1343       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1344       fputs (" -> ", dump_file);
1345       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1346       fputc ('\n', dump_file);
1347     }
1348 }
1349
1350 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1351    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1352
1353    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1354    fields all the way up the tree.  */
1355
1356 static void
1357 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1358                         unsigned int parent_copies)
1359 {
1360   if (dump_file && !elt->parent)
1361     {
1362       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1363       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1364       fputc ('\n', dump_file);
1365     }
1366
1367   if (elt->cannot_scalarize)
1368     return;
1369
1370   if (elt->is_scalar)
1371     {
1372       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1373          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1374       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1375         instantiate_element (elt);
1376     }
1377   else
1378     {
1379       struct sra_elt *c, *group;
1380       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1381       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1382
1383       /* Consider groups of sub-elements as weighing in favour of
1384          instantiation whatever their size.  */
1385       for (group = elt->groups; group ; group = group->sibling)
1386         FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, group)
1387           {
1388             c->n_uses += group->n_uses;
1389             c->n_copies += group->n_copies;
1390           }
1391
1392       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1393         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1394     }
1395 }
1396
1397 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1398    We will only care about this if the size of the complete structure
1399    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1400
1401 static unsigned int
1402 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1403 {
1404   if (elt->replacement)
1405     {
1406       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1407       return 1;
1408     }
1409   else
1410     {
1411       struct sra_elt *c;
1412       unsigned int count = 0;
1413
1414       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1415         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1416
1417       return count;
1418     }
1419 }
1420
1421 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1422    children of ELT.  */
1423
1424 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1425
1426 static struct sra_elt *
1427 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1428 {
1429   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1430   if (sub->is_scalar)
1431     {
1432       if (sub->replacement == NULL)
1433         instantiate_element (sub);
1434     }
1435   else
1436     instantiate_missing_elements (sub);
1437   return sub;
1438 }
1439
1440 /* Obtain the canonical type for field F of ELEMENT.  */
1441
1442 static tree
1443 canon_type_for_field (tree f, tree element)
1444 {
1445   tree field_type = TREE_TYPE (f);
1446
1447   /* canonicalize_component_ref() unwidens some bit-field types (not
1448      marked as DECL_BIT_FIELD in C++), so we must do the same, lest we
1449      may introduce type mismatches.  */
1450   if (INTEGRAL_TYPE_P (field_type)
1451       && DECL_MODE (f) != TYPE_MODE (field_type))
1452     field_type = TREE_TYPE (get_unwidened (build3 (COMPONENT_REF,
1453                                                    field_type,
1454                                                    element,
1455                                                    f, NULL_TREE),
1456                                            NULL_TREE));
1457
1458   return field_type;
1459 }
1460
1461 /* Look for adjacent fields of ELT starting at F that we'd like to
1462    scalarize as a single variable.  Return the last field of the
1463    group.  */
1464
1465 static tree
1466 try_instantiate_multiple_fields (struct sra_elt *elt, tree f)
1467 {
1468   int count;
1469   unsigned HOST_WIDE_INT align, bit, size, alchk;
1470   enum machine_mode mode;
1471   tree first = f, prev;
1472   tree type, var;
1473   struct sra_elt *block;
1474
1475   if (!is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (f))
1476       || !host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1477       || !host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)
1478       || !host_integerp (DECL_SIZE (f), 1)
1479       || lookup_element (elt, f, NULL, NO_INSERT))
1480     return f;
1481
1482   block = elt;
1483
1484   /* For complex and array objects, there are going to be integer
1485      literals as child elements.  In this case, we can't just take the
1486      alignment and mode of the decl, so we instead rely on the element
1487      type.
1488
1489      ??? We could try to infer additional alignment from the full
1490      object declaration and the location of the sub-elements we're
1491      accessing.  */
1492   for (count = 0; !DECL_P (block->element); count++)
1493     block = block->parent;
1494
1495   align = DECL_ALIGN (block->element);
1496   alchk = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (block->element));
1497
1498   if (count)
1499     {
1500       type = TREE_TYPE (block->element);
1501       while (count--)
1502         type = TREE_TYPE (type);
1503
1504       align = TYPE_ALIGN (type);
1505       alchk = GET_MODE_BITSIZE (TYPE_MODE (type));
1506     }
1507
1508   if (align < alchk)
1509     align = alchk;
1510
1511   /* Coalescing wider fields is probably pointless and
1512      inefficient.  */
1513   if (align > BITS_PER_WORD)
1514     align = BITS_PER_WORD;
1515
1516   bit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1517     + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1518   size = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1519
1520   alchk = align - 1;
1521   alchk = ~alchk;
1522
1523   if ((bit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1524     return f;
1525
1526   /* Find adjacent fields in the same alignment word.  */
1527
1528   for (prev = f, f = TREE_CHAIN (f);
1529        f && TREE_CODE (f) == FIELD_DECL
1530          && is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (f))
1531          && host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1532          && host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)
1533          && host_integerp (DECL_SIZE (f), 1)
1534          && !lookup_element (elt, f, NULL, NO_INSERT);
1535        prev = f, f = TREE_CHAIN (f))
1536     {
1537       unsigned HOST_WIDE_INT nbit, nsize;
1538
1539       nbit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1540         + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1541       nsize = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1542
1543       if (bit + size == nbit)
1544         {
1545           if ((bit & alchk) != ((nbit + nsize - 1) & alchk))
1546             {
1547               /* If we're at an alignment boundary, don't bother
1548                  growing alignment such that we can include this next
1549                  field.  */
1550               if ((nbit & alchk)
1551                   || GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f)) <= align)
1552                 break;
1553
1554               align = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f));
1555               alchk = align - 1;
1556               alchk = ~alchk;
1557
1558               if ((bit & alchk) != ((nbit + nsize - 1) & alchk))
1559                 break;
1560             }
1561           size += nsize;
1562         }
1563       else if (nbit + nsize == bit)
1564         {
1565           if ((nbit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1566             {
1567               if ((bit & alchk)
1568                   || GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f)) <= align)
1569                 break;
1570
1571               align = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f));
1572               alchk = align - 1;
1573               alchk = ~alchk;
1574
1575               if ((nbit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1576                 break;
1577             }
1578           bit = nbit;
1579           size += nsize;
1580         }
1581       else
1582         break;
1583     }
1584
1585   f = prev;
1586
1587   if (f == first)
1588     return f;
1589
1590   gcc_assert ((bit & alchk) == ((bit + size - 1) & alchk));
1591
1592   /* Try to widen the bit range so as to cover padding bits as well.  */
1593
1594   if ((bit & ~alchk) || size != align)
1595     {
1596       unsigned HOST_WIDE_INT mbit = bit & alchk;
1597       unsigned HOST_WIDE_INT msize = align;
1598
1599       for (f = TYPE_FIELDS (elt->type);
1600            f; f = TREE_CHAIN (f))
1601         {
1602           unsigned HOST_WIDE_INT fbit, fsize;
1603
1604           /* Skip the fields from first to prev.  */
1605           if (f == first)
1606             {
1607               f = prev;
1608               continue;
1609             }
1610
1611           if (!(TREE_CODE (f) == FIELD_DECL
1612                 && host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1613                 && host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)))
1614             continue;
1615
1616           fbit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1617             + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1618
1619           /* If we're past the selected word, we're fine.  */
1620           if ((bit & alchk) < (fbit & alchk))
1621             continue;
1622
1623           if (host_integerp (DECL_SIZE (f), 1))
1624             fsize = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1625           else
1626             /* Assume a variable-sized field takes up all space till
1627                the end of the word.  ??? Endianness issues?  */
1628             fsize = align - (fbit & alchk);
1629
1630           if ((fbit & alchk) < (bit & alchk))
1631             {
1632               /* A large field might start at a previous word and
1633                  extend into the selected word.  Exclude those
1634                  bits.  ??? Endianness issues? */
1635               HOST_WIDE_INT diff = fbit + fsize - mbit;
1636
1637               if (diff <= 0)
1638                 continue;
1639
1640               mbit += diff;
1641               msize -= diff;
1642             }
1643           else
1644             {
1645               /* Non-overlapping, great.  */
1646               if (fbit + fsize <= mbit
1647                   || mbit + msize <= fbit)
1648                 continue;
1649
1650               if (fbit <= mbit)
1651                 {
1652                   unsigned HOST_WIDE_INT diff = fbit + fsize - mbit;
1653                   mbit += diff;
1654                   msize -= diff;
1655                 }
1656               else if (fbit > mbit)
1657                 msize -= (mbit + msize - fbit);
1658               else
1659                 gcc_unreachable ();
1660             }
1661         }
1662
1663       bit = mbit;
1664       size = msize;
1665     }
1666
1667   /* Now we know the bit range we're interested in.  Find the smallest
1668      machine mode we can use to access it.  */
1669
1670   for (mode = smallest_mode_for_size (size, MODE_INT);
1671        ;
1672        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1673     {
1674       gcc_assert (mode != VOIDmode);
1675
1676       alchk = GET_MODE_PRECISION (mode) - 1;
1677       alchk = ~alchk;
1678
1679       if ((bit & alchk) == ((bit + size - 1) & alchk))
1680         break;
1681     }
1682
1683   gcc_assert (~alchk < align);
1684
1685   /* Create the field group as a single variable.  */
1686
1687   /* We used to create a type for the mode above, but size turns
1688      to be out not of mode-size.  As we need a matching type
1689      to build a BIT_FIELD_REF, use a nonstandard integer type as
1690      fallback.  */
1691   type = lang_hooks.types.type_for_size (size, 1);
1692   if (!type || TYPE_PRECISION (type) != size)
1693     type = build_nonstandard_integer_type (size, 1);
1694   gcc_assert (type);
1695   var = build3 (BIT_FIELD_REF, type, NULL_TREE,
1696                 bitsize_int (size),
1697                 bitsize_int (bit));
1698
1699   block = instantiate_missing_elements_1 (elt, var, type);
1700   gcc_assert (block && block->is_scalar);
1701
1702   var = block->replacement;
1703
1704   if ((bit & ~alchk)
1705       || (HOST_WIDE_INT)size != tree_low_cst (DECL_SIZE (var), 1))
1706     {
1707       block->replacement = build3 (BIT_FIELD_REF,
1708                                    TREE_TYPE (block->element), var,
1709                                    bitsize_int (size),
1710                                    bitsize_int (bit & ~alchk));
1711     }
1712
1713   block->in_bitfld_block = 2;
1714
1715   /* Add the member fields to the group, such that they access
1716      portions of the group variable.  */
1717
1718   for (f = first; f != TREE_CHAIN (prev); f = TREE_CHAIN (f))
1719     {
1720       tree field_type = canon_type_for_field (f, elt->element);
1721       struct sra_elt *fld = lookup_element (block, f, field_type, INSERT);
1722
1723       gcc_assert (fld && fld->is_scalar && !fld->replacement);
1724
1725       fld->replacement = build3 (BIT_FIELD_REF, field_type, var,
1726                                  DECL_SIZE (f),
1727                                  bitsize_int
1728                                  ((TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (f))
1729                                    * BITS_PER_UNIT
1730                                    + (TREE_INT_CST_LOW
1731                                       (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f))))
1732                                   & ~alchk));
1733       fld->in_bitfld_block = 1;
1734     }
1735
1736   return prev;
1737 }
1738
1739 static void
1740 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1741 {
1742   tree type = elt->type;
1743
1744   switch (TREE_CODE (type))
1745     {
1746     case RECORD_TYPE:
1747       {
1748         tree f;
1749         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1750           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1751             {
1752               tree last = try_instantiate_multiple_fields (elt, f);
1753
1754               if (last != f)
1755                 {
1756                   f = last;
1757                   continue;
1758                 }
1759
1760               instantiate_missing_elements_1 (elt, f,
1761                                               canon_type_for_field
1762                                               (f, elt->element));
1763             }
1764         break;
1765       }
1766
1767     case ARRAY_TYPE:
1768       {
1769         tree i, max, subtype;
1770
1771         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1772         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1773         subtype = TREE_TYPE (type);
1774
1775         while (1)
1776           {
1777             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1778             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1779               break;
1780             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1781           }
1782
1783         break;
1784       }
1785
1786     case COMPLEX_TYPE:
1787       type = TREE_TYPE (type);
1788       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1789       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1790       break;
1791
1792     default:
1793       gcc_unreachable ();
1794     }
1795 }
1796
1797 /* Return true if there is only one non aggregate field in the record, TYPE.
1798    Return false otherwise.  */
1799
1800 static bool
1801 single_scalar_field_in_record_p (tree type)
1802 {
1803    int num_fields = 0;
1804    tree field;
1805    if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
1806      return false;
1807
1808    for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
1809      if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1810        {
1811          num_fields++;
1812
1813          if (num_fields == 2)
1814            return false;
1815          
1816          if (AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (field)))
1817            return false;
1818        }
1819
1820    return true;
1821 }
1822
1823 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1824    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1825    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1826
1827 static bool
1828 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1829 {
1830   struct sra_elt *c;
1831   bool any_inst;
1832
1833   /* We shouldn't be invoked on groups of sub-elements as they must
1834      behave like their parent as far as block copy is concerned.  */
1835   gcc_assert (!elt->is_group);
1836
1837   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1838   if (elt->cannot_scalarize)
1839     {
1840       elt->use_block_copy = 1;
1841
1842       if (dump_file)
1843         {
1844           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1845           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1846           fputc ('\n', dump_file);
1847         }
1848
1849       /* Disable scalarization of sub-elements */
1850       for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
1851         {
1852           c->cannot_scalarize = 1;
1853           decide_block_copy (c);
1854         }
1855
1856       /* Groups behave like their parent.  */
1857       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1858         {
1859           c->cannot_scalarize = 1;
1860           c->use_block_copy = 1;
1861         }
1862
1863       return false;
1864     }
1865
1866   /* Don't decide if we've no uses and no groups.  */
1867   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0 && elt->groups == NULL)
1868     ;
1869
1870   else if (!elt->is_scalar)
1871     {
1872       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1873       bool use_block_copy = true;
1874
1875       /* Tradeoffs for COMPLEX types pretty much always make it better
1876          to go ahead and split the components.  */
1877       if (TREE_CODE (elt->type) == COMPLEX_TYPE)
1878         use_block_copy = false;
1879
1880       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1881          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1882          copies for variable sized structures.  */
1883       else if (host_integerp (size_tree, 1))
1884         {
1885           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1886           unsigned int max_size, max_count, inst_count, full_count;
1887
1888           /* If the sra-max-structure-size parameter is 0, then the
1889              user has not overridden the parameter and we can choose a
1890              sensible default.  */
1891           max_size = SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1892             ? SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1893             : MOVE_RATIO * UNITS_PER_WORD;
1894           max_count = SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1895             ? SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1896             : MOVE_RATIO;
1897
1898           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1899           full_count = count_type_elements (elt->type, false);
1900           inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1901
1902           /* If there is only one scalar field in the record, don't block copy.  */
1903           if (single_scalar_field_in_record_p (elt->type))
1904             use_block_copy = false;
1905
1906           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only
1907              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1908              If there are a large number of fields then the size of the copy
1909              is much more of a factor.  */
1910
1911           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1912              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1913           if (full_size <= max_size
1914               && (full_count - inst_count) <= max_count
1915               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1916             use_block_copy = false;
1917           else if (inst_count * 100 >= full_count * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO
1918                    && inst_size * 100 >= full_size * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO)
1919             use_block_copy = false;
1920
1921           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1922              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1923           if (!use_block_copy
1924               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1925                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1926             use_block_copy = true;
1927         }
1928
1929       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1930
1931       /* Groups behave like their parent.  */
1932       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1933         c->use_block_copy = use_block_copy;
1934
1935       if (dump_file)
1936         {
1937           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1938                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1939           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1940           fputc ('\n', dump_file);
1941         }
1942
1943       if (!use_block_copy)
1944         {
1945           instantiate_missing_elements (elt);
1946           return true;
1947         }
1948     }
1949
1950   any_inst = elt->replacement != NULL;
1951
1952   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1953     any_inst |= decide_block_copy (c);
1954
1955   return any_inst;
1956 }
1957
1958 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1959
1960 static void
1961 decide_instantiations (void)
1962 {
1963   unsigned int i;
1964   bool cleared_any;
1965   bitmap_head done_head;
1966   bitmap_iterator bi;
1967
1968   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1969      so save up all the bits to clear until the end.  */
1970   bitmap_initialize (&done_head, &bitmap_default_obstack);
1971   cleared_any = false;
1972
1973   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1974     {
1975       tree var = referenced_var (i);
1976       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1977       if (elt)
1978         {
1979           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1980           if (!decide_block_copy (elt))
1981             elt = NULL;
1982         }
1983       if (!elt)
1984         {
1985           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1986           cleared_any = true;
1987         }
1988     }
1989
1990   if (cleared_any)
1991     {
1992       bitmap_and_compl_into (sra_candidates, &done_head);
1993       bitmap_and_compl_into (needs_copy_in, &done_head);
1994     }
1995   bitmap_clear (&done_head);
1996   
1997   mark_set_for_renaming (sra_candidates);
1998
1999   if (dump_file)
2000     fputc ('\n', dump_file);
2001 }
2002
2003 \f
2004 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
2005
2006 /* Mark all the variables in VDEF/VUSE operators for STMT for
2007    renaming. This becomes necessary when we modify all of a
2008    non-scalar.  */
2009
2010 static void
2011 mark_all_v_defs_1 (tree stmt)
2012 {
2013   tree sym;
2014   ssa_op_iter iter;
2015
2016   update_stmt_if_modified (stmt);
2017
2018   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (sym, stmt, iter, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)
2019     {
2020       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
2021         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
2022       mark_sym_for_renaming (sym);
2023     }
2024 }
2025
2026
2027 /* Mark all the variables in virtual operands in all the statements in
2028    LIST for renaming.  */
2029
2030 static void
2031 mark_all_v_defs (tree list)
2032 {
2033   if (TREE_CODE (list) != STATEMENT_LIST)
2034     mark_all_v_defs_1 (list);
2035   else
2036     {
2037       tree_stmt_iterator i;
2038       for (i = tsi_start (list); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
2039         mark_all_v_defs_1 (tsi_stmt (i));
2040     }
2041 }
2042
2043
2044 /* Mark every replacement under ELT with TREE_NO_WARNING.  */
2045
2046 static void
2047 mark_no_warning (struct sra_elt *elt)
2048 {
2049   if (!elt->all_no_warning)
2050     {
2051       if (elt->replacement)
2052         TREE_NO_WARNING (elt->replacement) = 1;
2053       else
2054         {
2055           struct sra_elt *c;
2056           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2057             mark_no_warning (c);
2058         }
2059       elt->all_no_warning = true;
2060     }
2061 }
2062
2063 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
2064
2065 static tree
2066 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
2067 {
2068   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
2069     {
2070     case RECORD_TYPE:
2071       {
2072         tree field = elt->element;
2073
2074         /* We can't test elt->in_bitfld_blk here because, when this is
2075            called from instantiate_element, we haven't set this field
2076            yet.  */
2077         if (TREE_CODE (field) == BIT_FIELD_REF)
2078           {
2079             tree ret = unshare_expr (field);
2080             TREE_OPERAND (ret, 0) = base;
2081             return ret;
2082           }
2083
2084         /* Watch out for compatible records with differing field lists.  */
2085         if (DECL_FIELD_CONTEXT (field) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (base)))
2086           field = find_compatible_field (TREE_TYPE (base), field);
2087
2088         return build3 (COMPONENT_REF, elt->type, base, field, NULL);
2089       }
2090
2091     case ARRAY_TYPE:
2092       if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
2093         return build4 (ARRAY_RANGE_REF, elt->type, base,
2094                        TREE_OPERAND (elt->element, 0), NULL, NULL);
2095       else
2096         return build4 (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
2097
2098     case COMPLEX_TYPE:
2099       if (elt->element == integer_zero_node)
2100         return build1 (REALPART_EXPR, elt->type, base);
2101       else
2102         return build1 (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
2103
2104     default:
2105       gcc_unreachable ();
2106     }
2107 }
2108
2109 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
2110
2111 static tree
2112 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
2113 {
2114   if (elt->parent)
2115     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
2116   else
2117     return elt->element;
2118 }
2119
2120 /* Return true if BF is a bit-field that we can handle like a scalar.  */
2121
2122 static bool
2123 scalar_bitfield_p (tree bf)
2124 {
2125   return (TREE_CODE (bf) == BIT_FIELD_REF
2126           && (is_gimple_reg (TREE_OPERAND (bf, 0))
2127               || (TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (bf, 0))) != BLKmode
2128                   && (!TREE_SIDE_EFFECTS (TREE_OPERAND (bf, 0))
2129                       || (GET_MODE_BITSIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE
2130                                                        (TREE_OPERAND (bf, 0))))
2131                           <= BITS_PER_WORD)))));
2132 }
2133
2134 /* Create an assignment statement from SRC to DST.  */
2135
2136 static tree
2137 sra_build_assignment (tree dst, tree src)
2138 {
2139   /* Turning BIT_FIELD_REFs into bit operations enables other passes
2140      to do a much better job at optimizing the code.
2141      From dst = BIT_FIELD_REF <var, sz, off> we produce
2142
2143         SR.1 = (scalar type) var;
2144         SR.2 = SR.1 >> off;
2145         SR.3 = SR.2 & ((1 << sz) - 1);
2146         ... possible sign extension of SR.3 ...
2147         dst = (destination type) SR.3;
2148    */
2149   if (scalar_bitfield_p (src))
2150     {
2151       tree var, shift, width;
2152       tree utype, stype, stmp, utmp, dtmp;
2153       tree list, stmt;
2154       bool unsignedp = (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src))
2155                         ? TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)) : true);
2156
2157       var = TREE_OPERAND (src, 0);
2158       width = TREE_OPERAND (src, 1);
2159       /* The offset needs to be adjusted to a right shift quantity
2160          depending on the endianess.  */
2161       if (BYTES_BIG_ENDIAN)
2162         {
2163           tree tmp = size_binop (PLUS_EXPR, width, TREE_OPERAND (src, 2));
2164           shift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), tmp);
2165         }
2166       else
2167         shift = TREE_OPERAND (src, 2);
2168
2169       /* In weird cases we have non-integral types for the source or
2170          destination object.
2171          ???  For unknown reasons we also want an unsigned scalar type.  */
2172       stype = TREE_TYPE (var);
2173       if (!INTEGRAL_TYPE_P (stype))
2174         stype = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW
2175                                                 (TYPE_SIZE (stype)), 1);
2176       else if (!TYPE_UNSIGNED (stype))
2177         stype = unsigned_type_for (stype);
2178
2179       utype = TREE_TYPE (dst);
2180       if (!INTEGRAL_TYPE_P (utype))
2181         utype = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW
2182                                                 (TYPE_SIZE (utype)), 1);
2183       else if (!TYPE_UNSIGNED (utype))
2184         utype = unsigned_type_for (utype);
2185
2186       list = NULL;
2187       stmp = make_rename_temp (stype, "SR");
2188
2189       /* Convert the base var of the BIT_FIELD_REF to the scalar type
2190          we use for computation if we cannot use it directly.  */
2191       if (!useless_type_conversion_p (stype, TREE_TYPE (var)))
2192         {
2193           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2194             stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2195                                              fold_convert (stype, var));
2196           else
2197             stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2198                                              fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2199                                                           stype, var));
2200           append_to_statement_list (stmt, &list);
2201           var = stmp;
2202         }
2203
2204       if (!integer_zerop (shift))
2205         {
2206           stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2207                                            fold_build2 (RSHIFT_EXPR, stype,
2208                                                         var, shift));
2209           append_to_statement_list (stmt, &list);
2210           var = stmp;
2211         }
2212
2213       /* If we need a masking operation, produce one.  */
2214       if (TREE_INT_CST_LOW (width) == TYPE_PRECISION (stype))
2215         unsignedp = true;
2216       else
2217         {
2218           tree one = build_int_cst_wide (stype, 1, 0);
2219           tree mask = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, one, width, 0);
2220           mask = int_const_binop (MINUS_EXPR, mask, one, 0);
2221
2222           stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2223                                            fold_build2 (BIT_AND_EXPR, stype,
2224                                                         var, mask));
2225           append_to_statement_list (stmt, &list);
2226           var = stmp;
2227         }
2228
2229       /* After shifting and masking, convert to the target type.  */
2230       utmp = stmp;
2231       if (!useless_type_conversion_p (utype, stype))
2232         {
2233           utmp = make_rename_temp (utype, "SR");
2234
2235           stmt = build_gimple_modify_stmt (utmp, fold_convert (utype, var));
2236           append_to_statement_list (stmt, &list);
2237
2238           var = utmp;
2239         }
2240
2241       /* Perform sign extension, if required.
2242          ???  This should never be necessary.  */
2243       if (!unsignedp)
2244         {
2245           tree signbit = int_const_binop (LSHIFT_EXPR,
2246                                           build_int_cst_wide (utype, 1, 0),
2247                                           size_binop (MINUS_EXPR, width,
2248                                                       bitsize_int (1)), 0);
2249
2250           stmt = build_gimple_modify_stmt (utmp,
2251                                            fold_build2 (BIT_XOR_EXPR, utype,
2252                                                         var, signbit));
2253           append_to_statement_list (stmt, &list);
2254
2255           stmt = build_gimple_modify_stmt (utmp,
2256                                            fold_build2 (MINUS_EXPR, utype,
2257                                                         utmp, signbit));
2258           append_to_statement_list (stmt, &list);
2259
2260           var = utmp;
2261         }
2262
2263       /* Finally, move and convert to the destination.  */
2264       if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dst), TREE_TYPE (var)))
2265         {
2266           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (dst)))
2267             var = fold_convert (TREE_TYPE (dst), var);
2268           else
2269             var = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR, TREE_TYPE (dst), var);
2270
2271           /* If the destination is not a register the conversion needs
2272              to be a separate statement.  */
2273           if (!is_gimple_reg (dst))
2274             {
2275               dtmp = make_rename_temp (TREE_TYPE (dst), "SR");
2276               stmt = build_gimple_modify_stmt (dtmp, var);
2277               append_to_statement_list (stmt, &list);
2278               var = dtmp;
2279             }
2280         }
2281       stmt = build_gimple_modify_stmt (dst, var);
2282       append_to_statement_list (stmt, &list);
2283
2284       return list;
2285     }
2286
2287   /* It was hoped that we could perform some type sanity checking
2288      here, but since front-ends can emit accesses of fields in types
2289      different from their nominal types and copy structures containing
2290      them as a whole, we'd have to handle such differences here.
2291      Since such accesses under different types require compatibility
2292      anyway, there's little point in making tests and/or adding
2293      conversions to ensure the types of src and dst are the same.
2294      So we just assume type differences at this point are ok.
2295      The only exception we make here are pointer types, which can be different
2296      in e.g. structurally equal, but non-identical RECORD_TYPEs.  */
2297   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (dst))
2298       && !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dst), TREE_TYPE (src)))
2299     src = fold_convert (TREE_TYPE (dst), src);
2300
2301   return build_gimple_modify_stmt (dst, src);
2302 }
2303
2304 /* BIT_FIELD_REFs must not be shared.  sra_build_elt_assignment()
2305    takes care of assignments, but we must create copies for uses.  */
2306 #define REPLDUP(t) (TREE_CODE (t) != BIT_FIELD_REF ? (t) : unshare_expr (t))
2307
2308 /* Emit an assignment from SRC to DST, but if DST is a scalarizable
2309    BIT_FIELD_REF, turn it into bit operations.  */
2310
2311 static tree
2312 sra_build_bf_assignment (tree dst, tree src)
2313 {
2314   tree var, type, utype, tmp, tmp2, tmp3;
2315   tree list, stmt;
2316   tree cst, cst2, mask;
2317   tree minshift, maxshift;
2318
2319   if (TREE_CODE (dst) != BIT_FIELD_REF)
2320     return sra_build_assignment (dst, src);
2321
2322   var = TREE_OPERAND (dst, 0);
2323
2324   if (!scalar_bitfield_p (dst))
2325     return sra_build_assignment (REPLDUP (dst), src);
2326
2327   list = NULL;
2328
2329   cst = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (dst, 2));
2330   cst2 = size_binop (PLUS_EXPR,
2331                      fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (dst, 1)),
2332                      cst);
2333
2334   if (BYTES_BIG_ENDIAN)
2335     {
2336       maxshift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), cst);
2337       minshift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), cst2);
2338     }
2339   else
2340     {
2341       maxshift = cst2;
2342       minshift = cst;
2343     }
2344
2345   type = TREE_TYPE (var);
2346   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type))
2347     type = lang_hooks.types.type_for_size
2348       (TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var))), 1);
2349   if (TYPE_UNSIGNED (type))
2350     utype = type;
2351   else
2352     utype = unsigned_type_for (type);
2353
2354   mask = build_int_cst_wide (utype, 1, 0);
2355   if (TREE_INT_CST_LOW (maxshift) == TYPE_PRECISION (utype))
2356     cst = build_int_cst_wide (utype, 0, 0);
2357   else
2358     cst = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, mask, maxshift, true);
2359   if (integer_zerop (minshift))
2360     cst2 = mask;
2361   else
2362     cst2 = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, mask, minshift, true);
2363   mask = int_const_binop (MINUS_EXPR, cst, cst2, true);
2364   mask = fold_build1 (BIT_NOT_EXPR, utype, mask);
2365
2366   if (TYPE_MAIN_VARIANT (utype) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
2367       && !integer_zerop (mask))
2368     {
2369       tmp = var;
2370       if (!is_gimple_variable (tmp))
2371         tmp = unshare_expr (var);
2372
2373       tmp2 = make_rename_temp (utype, "SR");
2374
2375       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2376         stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp2, fold_convert (utype, tmp));
2377       else
2378         stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp2, fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2379                                                             utype, tmp));
2380       append_to_statement_list (stmt, &list);
2381     }
2382   else
2383     tmp2 = var;
2384
2385   if (!integer_zerop (mask))
2386     {
2387       tmp = make_rename_temp (utype, "SR");
2388       stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp,
2389                                        fold_build2 (BIT_AND_EXPR, utype,
2390                                                     tmp2, mask));
2391       append_to_statement_list (stmt, &list);
2392     }
2393   else
2394     tmp = mask;
2395
2396   if (is_gimple_reg (src) && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2397     tmp2 = src;
2398   else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2399     {
2400       tmp2 = make_rename_temp (TREE_TYPE (src), "SR");
2401       stmt = sra_build_assignment (tmp2, src);
2402       append_to_statement_list (stmt, &list);
2403     }
2404   else
2405     {
2406       tmp2 = make_rename_temp
2407         (lang_hooks.types.type_for_size
2408          (TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))),
2409           1), "SR");
2410       stmt = sra_build_assignment (tmp2, fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2411                                                       TREE_TYPE (tmp2), src));
2412       append_to_statement_list (stmt, &list);
2413     }
2414
2415   if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (tmp2)))
2416     {
2417       tree ut = unsigned_type_for (TREE_TYPE (tmp2));
2418       tmp3 = make_rename_temp (ut, "SR");
2419       tmp2 = fold_convert (ut, tmp2);
2420       stmt = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2421       append_to_statement_list (stmt, &list);
2422
2423       tmp2 = fold_build1 (BIT_NOT_EXPR, utype, mask);
2424       tmp2 = int_const_binop (RSHIFT_EXPR, tmp2, minshift, true);
2425       tmp2 = fold_convert (ut, tmp2);
2426       tmp2 = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, ut, tmp3, tmp2);
2427
2428       if (tmp3 != tmp2)
2429         {
2430           tmp3 = make_rename_temp (ut, "SR");
2431           stmt = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2432           append_to_statement_list (stmt, &list);
2433         }
2434
2435       tmp2 = tmp3;
2436     }
2437
2438   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (tmp2)) != TYPE_MAIN_VARIANT (utype))
2439     {
2440       tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2441       tmp2 = fold_convert (utype, tmp2);
2442       stmt = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2443       append_to_statement_list (stmt, &list);
2444       tmp2 = tmp3;
2445     }
2446
2447   if (!integer_zerop (minshift))
2448     {
2449       tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2450       stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp3,
2451                                        fold_build2 (LSHIFT_EXPR, utype,
2452                                                     tmp2, minshift));
2453       append_to_statement_list (stmt, &list);
2454       tmp2 = tmp3;
2455     }
2456
2457   if (utype != TREE_TYPE (var))
2458     tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2459   else
2460     tmp3 = var;
2461   stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp3,
2462                                    fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, utype,
2463                                                 tmp, tmp2));
2464   append_to_statement_list (stmt, &list);
2465
2466   if (tmp3 != var)
2467     {
2468       if (TREE_TYPE (var) == type)
2469         stmt = build_gimple_modify_stmt (var,
2470                                          fold_convert (type, tmp3));
2471       else
2472         stmt = build_gimple_modify_stmt (var,
2473                                          fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2474                                                       TREE_TYPE (var), tmp3));
2475       append_to_statement_list (stmt, &list);
2476     }
2477
2478   return list;
2479 }
2480
2481 /* Expand an assignment of SRC to the scalarized representation of
2482    ELT.  If it is a field group, try to widen the assignment to cover
2483    the full variable.  */
2484
2485 static tree
2486 sra_build_elt_assignment (struct sra_elt *elt, tree src)
2487 {
2488   tree dst = elt->replacement;
2489   tree var, tmp, cst, cst2, list, stmt;
2490
2491   if (TREE_CODE (dst) != BIT_FIELD_REF
2492       || !elt->in_bitfld_block)
2493     return sra_build_assignment (REPLDUP (dst), src);
2494
2495   var = TREE_OPERAND (dst, 0);
2496
2497   /* Try to widen the assignment to the entire variable.
2498      We need the source to be a BIT_FIELD_REF as well, such that, for
2499      BIT_FIELD_REF<d,sz,dp> = BIT_FIELD_REF<s,sz,sp>,
2500      by design, conditions are met such that we can turn it into
2501      d = BIT_FIELD_REF<s,dw,sp-dp>.  */
2502   if (elt->in_bitfld_block == 2
2503       && TREE_CODE (src) == BIT_FIELD_REF)
2504     {
2505       tmp = src;
2506       cst = TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var));
2507       cst2 = size_binop (MINUS_EXPR, TREE_OPERAND (src, 2),
2508                          TREE_OPERAND (dst, 2));
2509
2510       src = TREE_OPERAND (src, 0);
2511
2512       /* Avoid full-width bit-fields.  */
2513       if (integer_zerop (cst2)
2514           && tree_int_cst_equal (cst, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))))
2515         {
2516           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src))
2517               && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)))
2518             src = fold_convert (unsigned_type_for (TREE_TYPE (src)), src);
2519
2520           /* If a single conversion won't do, we'll need a statement
2521              list.  */
2522           if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
2523               != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (src)))
2524             {
2525               list = NULL;
2526
2527               if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2528                 src = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2529                                    lang_hooks.types.type_for_size
2530                                    (TREE_INT_CST_LOW
2531                                     (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))),
2532                                     1), src);
2533               gcc_assert (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)));
2534
2535               tmp = make_rename_temp (TREE_TYPE (src), "SR");
2536               stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp, src);
2537               append_to_statement_list (stmt, &list);
2538
2539               stmt = sra_build_assignment (var,
2540                                            fold_convert (TREE_TYPE (var),
2541                                                          tmp));
2542               append_to_statement_list (stmt, &list);
2543
2544               return list;
2545             }
2546
2547           src = fold_convert (TREE_TYPE (var), src);
2548         }
2549       else
2550         {
2551           src = fold_convert (TREE_TYPE (var), tmp);
2552         }
2553
2554       return sra_build_assignment (var, src);
2555     }
2556
2557   return sra_build_bf_assignment (dst, src);
2558 }
2559
2560 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all
2561    instantiated elements under ELT to or from the equivalent structure
2562    rooted at EXPR.  COPY_OUT controls the direction of the copy, with
2563    true meaning to copy out of EXPR into ELT.  */
2564
2565 static void
2566 generate_copy_inout (struct sra_elt *elt, bool copy_out, tree expr,
2567                      tree *list_p)
2568 {
2569   struct sra_elt *c;
2570   tree t;
2571
2572   if (!copy_out && TREE_CODE (expr) == SSA_NAME
2573       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == COMPLEX_TYPE)
2574     {
2575       tree r, i;
2576
2577       c = lookup_element (elt, integer_zero_node, NULL, NO_INSERT);
2578       r = c->replacement;
2579       c = lookup_element (elt, integer_one_node, NULL, NO_INSERT);
2580       i = c->replacement;
2581
2582       t = build2 (COMPLEX_EXPR, elt->type, r, i);
2583       t = sra_build_bf_assignment (expr, t);
2584       SSA_NAME_DEF_STMT (expr) = t;
2585       append_to_statement_list (t, list_p);
2586     }
2587   else if (elt->replacement)
2588     {
2589       if (copy_out)
2590         t = sra_build_elt_assignment (elt, expr);
2591       else
2592         t = sra_build_bf_assignment (expr, REPLDUP (elt->replacement));
2593       append_to_statement_list (t, list_p);
2594     }
2595   else
2596     {
2597       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2598         {
2599           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
2600           generate_copy_inout (c, copy_out, t, list_p);
2601         }
2602     }
2603 }
2604
2605 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
2606    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
2607    correspondence of instantiated elements.  */
2608
2609 static void
2610 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, tree *list_p)
2611 {
2612   struct sra_elt *dc, *sc;
2613
2614   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dc, dst)
2615     {
2616       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
2617       if (!sc && dc->in_bitfld_block == 2)
2618         {
2619           struct sra_elt *dcs;
2620
2621           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dcs, dc)
2622             {
2623               sc = lookup_element (src, dcs->element, NULL, NO_INSERT);
2624               gcc_assert (sc);
2625               generate_element_copy (dcs, sc, list_p);
2626             }
2627
2628           continue;
2629         }
2630
2631       /* If DST and SRC are structs with the same elements, but do not have
2632          the same TYPE_MAIN_VARIANT, then lookup of DST FIELD_DECL in SRC
2633          will fail.  Try harder by finding the corresponding FIELD_DECL
2634          in SRC.  */
2635       if (!sc)
2636         {
2637           tree f;
2638
2639           gcc_assert (useless_type_conversion_p (dst->type, src->type));
2640           gcc_assert (TREE_CODE (dc->element) == FIELD_DECL);
2641           for (f = TYPE_FIELDS (src->type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
2642             if (simple_cst_equal (DECL_FIELD_OFFSET (f),
2643                                   DECL_FIELD_OFFSET (dc->element)) > 0
2644                 && simple_cst_equal (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f),
2645                                      DECL_FIELD_BIT_OFFSET (dc->element)) > 0
2646                 && simple_cst_equal (DECL_SIZE (f),
2647                                      DECL_SIZE (dc->element)) > 0
2648                 && (useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dc->element),
2649                                                TREE_TYPE (f))
2650                     || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (dc->element))
2651                         && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (f)))))
2652               break;
2653           gcc_assert (f != NULL_TREE);
2654           sc = lookup_element (src, f, NULL, NO_INSERT);
2655         }
2656
2657       generate_element_copy (dc, sc, list_p);
2658     }
2659
2660   if (dst->replacement)
2661     {
2662       tree t;
2663
2664       gcc_assert (src->replacement);
2665
2666       t = sra_build_elt_assignment (dst, REPLDUP (src->replacement));
2667       append_to_statement_list (t, list_p);
2668     }
2669 }
2670
2671 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
2672    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
2673    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
2674    with generate_element_init.  */
2675
2676 static void
2677 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, tree *list_p)
2678 {
2679   struct sra_elt *c;
2680
2681   if (elt->visited)
2682     {
2683       elt->visited = false;
2684       return;
2685     }
2686
2687   if (!elt->in_bitfld_block)
2688     FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2689       generate_element_zero (c, list_p);
2690
2691   if (elt->replacement)
2692     {
2693       tree t;
2694
2695       gcc_assert (elt->is_scalar);
2696       t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
2697
2698       t = sra_build_elt_assignment (elt, t);
2699       append_to_statement_list (t, list_p);
2700     }
2701 }
2702
2703 /* Generate an assignment VAR = INIT, where INIT may need gimplification.
2704    Add the result to *LIST_P.  */
2705
2706 static void
2707 generate_one_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
2708 {
2709   /* The replacement can be almost arbitrarily complex.  Gimplify.  */
2710   tree stmt = sra_build_elt_assignment (elt, init);
2711   gimplify_and_add (stmt, list_p);
2712 }
2713
2714 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
2715    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
2716    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
2717    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
2718    handle.  */
2719
2720 static bool
2721 generate_element_init_1 (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
2722 {
2723   bool result = true;
2724   enum tree_code init_code;
2725   struct sra_elt *sub;
2726   tree t;
2727   unsigned HOST_WIDE_INT idx;
2728   tree value, purpose;
2729
2730   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
2731      conversion, which we strip off here.  */
2732   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
2733   init_code = TREE_CODE (init);
2734
2735   if (elt->is_scalar)
2736     {
2737       if (elt->replacement)
2738         {
2739           generate_one_element_init (elt, init, list_p);
2740           elt->visited = true;
2741         }
2742       return result;
2743     }
2744
2745   switch (init_code)
2746     {
2747     case COMPLEX_CST:
2748     case COMPLEX_EXPR:
2749       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (sub, elt)
2750         {
2751           if (sub->element == integer_zero_node)
2752             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
2753                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
2754           else
2755             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
2756                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
2757           result &= generate_element_init_1 (sub, t, list_p);
2758         }
2759       break;
2760
2761     case CONSTRUCTOR:
2762       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (init), idx, purpose, value)
2763         {
2764           if (TREE_CODE (purpose) == RANGE_EXPR)
2765             {
2766               tree lower = TREE_OPERAND (purpose, 0);
2767               tree upper = TREE_OPERAND (purpose, 1);
2768
2769               while (1)
2770                 {
2771                   sub = lookup_element (elt, lower, NULL, NO_INSERT);
2772                   if (sub != NULL)
2773                     result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
2774                   if (tree_int_cst_equal (lower, upper))
2775                     break;
2776                   lower = int_const_binop (PLUS_EXPR, lower,
2777                                            integer_one_node, true);
2778                 }
2779             }
2780           else
2781             {
2782               sub = lookup_element (elt, purpose, NULL, NO_INSERT);
2783               if (sub != NULL)
2784                 result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
2785             }
2786         }
2787       break;
2788
2789     default:
2790       elt->visited = true;
2791       result = false;
2792     }
2793
2794   return result;
2795 }
2796
2797 /* A wrapper function for generate_element_init_1 that handles cleanup after
2798    gimplification.  */
2799
2800 static bool
2801 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
2802 {
2803   bool ret;
2804
2805   push_gimplify_context ();
2806   ret = generate_element_init_1 (elt, init, list_p);
2807   pop_gimplify_context (NULL);
2808
2809   /* The replacement can expose previously unreferenced variables.  */
2810   if (ret && *list_p)
2811     {
2812       tree_stmt_iterator i;
2813
2814       for (i = tsi_start (*list_p); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
2815         find_new_referenced_vars (tsi_stmt_ptr (i));
2816     }
2817
2818   return ret;
2819 }
2820
2821 /* Insert STMT on all the outgoing edges out of BB.  Note that if BB
2822    has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.  Also,
2823    abnormal edges will be ignored.  */
2824
2825 void
2826 insert_edge_copies (tree stmt, basic_block bb)
2827 {
2828   edge e;
2829   edge_iterator ei;
2830   bool first_copy;
2831
2832   first_copy = true;
2833   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2834     {
2835       /* We don't need to insert copies on abnormal edges.  The
2836          value of the scalar replacement is not guaranteed to
2837          be valid through an abnormal edge.  */
2838       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2839         {
2840           if (first_copy)
2841             {
2842               bsi_insert_on_edge (e, stmt);
2843               first_copy = false;
2844             }
2845           else
2846             bsi_insert_on_edge (e, unsave_expr_now (stmt));
2847         }
2848     }
2849 }
2850
2851 /* Helper function to insert LIST before BSI, and set up line number info.  */
2852
2853 void
2854 sra_insert_before (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
2855 {
2856   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
2857
2858   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
2859     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
2860   bsi_insert_before (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
2861 }
2862
2863 /* Similarly, but insert after BSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
2864
2865 void
2866 sra_insert_after (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
2867 {
2868   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
2869
2870   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
2871     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
2872
2873   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
2874     insert_edge_copies (list, bsi->bb);
2875   else
2876     bsi_insert_after (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
2877 }
2878
2879 /* Similarly, but replace the statement at BSI.  */
2880
2881 static void
2882 sra_replace (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
2883 {
2884   sra_insert_before (bsi, list);
2885   bsi_remove (bsi, false);
2886   if (bsi_end_p (*bsi))
2887     *bsi = bsi_last (bsi->bb);
2888   else
2889     bsi_prev (bsi);
2890 }
2891
2892 /* Data structure that bitfield_overlaps_p fills in with information
2893    about the element passed in and how much of it overlaps with the
2894    bit-range passed it to.  */
2895
2896 struct bitfield_overlap_info
2897 {
2898   /* The bit-length of an element.  */
2899   tree field_len;
2900
2901   /* The bit-position of the element in its parent.  */
2902   tree field_pos;
2903
2904   /* The number of bits of the element that overlap with the incoming
2905      bit range.  */
2906   tree overlap_len;
2907
2908   /* The first bit of the element that overlaps with the incoming bit
2909      range.  */
2910   tree overlap_pos;
2911 };
2912
2913 /* Return true if a BIT_FIELD_REF<(FLD->parent), BLEN, BPOS>
2914    expression (referenced as BF below) accesses any of the bits in FLD,
2915    false if it doesn't.  If DATA is non-null, its field_len and
2916    field_pos are filled in such that BIT_FIELD_REF<(FLD->parent),
2917    field_len, field_pos> (referenced as BFLD below) represents the
2918    entire field FLD->element, and BIT_FIELD_REF<BFLD, overlap_len,
2919    overlap_pos> represents the portion of the entire field that
2920    overlaps with BF.  */
2921
2922 static bool
2923 bitfield_overlaps_p (tree blen, tree bpos, struct sra_elt *fld,
2924                      struct bitfield_overlap_info *data)
2925 {
2926   tree flen, fpos;
2927   bool ret;
2928
2929   if (TREE_CODE (fld->element) == FIELD_DECL)
2930     {
2931       flen = fold_convert (bitsizetype, DECL_SIZE (fld->element));
2932       fpos = fold_convert (bitsizetype, DECL_FIELD_OFFSET (fld->element));
2933       fpos = size_binop (MULT_EXPR, fpos, bitsize_int (BITS_PER_UNIT));
2934       fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fld->element));
2935     }
2936   else if (TREE_CODE (fld->element) == BIT_FIELD_REF)
2937     {
2938       flen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (fld->element, 1));
2939       fpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (fld->element, 2));
2940     }
2941   else if (TREE_CODE (fld->element) == INTEGER_CST)
2942     {
2943       flen = fold_convert (bitsizetype, TYPE_SIZE (fld->type));
2944       fpos = fold_convert (bitsizetype, fld->element);
2945       fpos = size_binop (MULT_EXPR, flen, fpos);
2946     }
2947   else
2948     gcc_unreachable ();
2949
2950   gcc_assert (host_integerp (blen, 1)
2951               && host_integerp (bpos, 1)
2952               && host_integerp (flen, 1)
2953               && host_integerp (fpos, 1));
2954
2955   ret = ((!tree_int_cst_lt (fpos, bpos)
2956           && tree_int_cst_lt (size_binop (MINUS_EXPR, fpos, bpos),
2957                               blen))
2958          || (!tree_int_cst_lt (bpos, fpos)
2959              && tree_int_cst_lt (size_binop (MINUS_EXPR, bpos, fpos),
2960                                  flen)));
2961
2962   if (!ret)
2963     return ret;
2964
2965   if (data)
2966     {
2967       tree bend, fend;
2968
2969       data->field_len = flen;
2970       data->field_pos = fpos;
2971
2972       fend = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, flen);
2973       bend = size_binop (PLUS_EXPR, bpos, blen);
2974
2975       if (tree_int_cst_lt (bend, fend))
2976         data->overlap_len = size_binop (MINUS_EXPR, bend, fpos);
2977       else
2978         data->overlap_len = NULL;
2979
2980       if (tree_int_cst_lt (fpos, bpos))
2981         {
2982           data->overlap_pos = size_binop (MINUS_EXPR, bpos, fpos);
2983           data->overlap_len = size_binop (MINUS_EXPR,
2984                                           data->overlap_len
2985                                           ? data->overlap_len
2986                                           : data->field_len,
2987                                           data->overlap_pos);
2988         }
2989       else
2990         data->overlap_pos = NULL;
2991     }
2992
2993   return ret;
2994 }
2995
2996 /* Add to LISTP a sequence of statements that copies BLEN bits between
2997    VAR and the scalarized elements of ELT, starting a bit VPOS of VAR
2998    and at bit BPOS of ELT.  The direction of the copy is given by
2999    TO_VAR.  */
3000
3001 static void
3002 sra_explode_bitfield_assignment (tree var, tree vpos, bool to_var,
3003                                  tree *listp, tree blen, tree bpos,
3004                                  struct sra_elt *elt)
3005 {
3006   struct sra_elt *fld;
3007   struct bitfield_overlap_info flp;
3008
3009   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (fld, elt)
3010     {
3011       tree flen, fpos;
3012
3013       if (!bitfield_overlaps_p (blen, bpos, fld, &flp))
3014         continue;
3015
3016       flen = flp.overlap_len ? flp.overlap_len : flp.field_len;
3017       fpos = flp.overlap_pos ? flp.overlap_pos : bitsize_int (0);
3018
3019       if (fld->replacement)
3020         {
3021           tree infld, invar, st, type;
3022
3023           infld = fld->replacement;
3024
3025           type = TREE_TYPE (infld);
3026           if (TYPE_PRECISION (type) != TREE_INT_CST_LOW (flen))
3027             type = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW (flen), 1);
3028           else
3029             type = unsigned_type_for (type);
3030
3031           if (TREE_CODE (infld) == BIT_FIELD_REF)
3032             {
3033               fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, TREE_OPERAND (infld, 2));
3034               infld = TREE_OPERAND (infld, 0);
3035             }
3036           else if (BYTES_BIG_ENDIAN && DECL_P (fld->element)
3037                    && !tree_int_cst_equal (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (infld)),
3038                                            DECL_SIZE (fld->element)))
3039             {
3040               fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos,
3041                                  TYPE_SIZE (TREE_TYPE (infld)));
3042               fpos = size_binop (MINUS_EXPR, fpos,
3043                                  DECL_SIZE (fld->element));
3044             }
3045
3046           infld = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, type, infld, flen, fpos);
3047
3048           invar = size_binop (MINUS_EXPR, flp.field_pos, bpos);
3049           if (flp.overlap_pos)
3050             invar = size_binop (PLUS_EXPR, invar, flp.overlap_pos);
3051           invar = size_binop (PLUS_EXPR, invar, vpos);
3052
3053           invar = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, type, var, flen, invar);
3054
3055           if (to_var)
3056             st = sra_build_bf_assignment (invar, infld);
3057           else
3058             st = sra_build_bf_assignment (infld, invar);
3059
3060           append_to_statement_list (st, listp);
3061         }
3062       else
3063         {
3064           tree sub = size_binop (MINUS_EXPR, flp.field_pos, bpos);
3065           sub = size_binop (PLUS_EXPR, vpos, sub);
3066           if (flp.overlap_pos)
3067             sub = size_binop (PLUS_EXPR, sub, flp.overlap_pos);
3068
3069           sra_explode_bitfield_assignment (var, sub, to_var, listp,
3070                                            flen, fpos, fld);
3071         }
3072     }
3073 }
3074
3075 /* Add to LISTBEFOREP statements that copy scalarized members of ELT
3076    that overlap with BIT_FIELD_REF<(ELT->element), BLEN, BPOS> back
3077    into the full variable, and to LISTAFTERP, if non-NULL, statements
3078    that copy the (presumably modified) overlapping portions of the
3079    full variable back to the scalarized variables.  */
3080
3081 static void
3082 sra_sync_for_bitfield_assignment (tree *listbeforep, tree *listafterp,
3083                                   tree blen, tree bpos,
3084                                   struct sra_elt *elt)
3085 {
3086   struct sra_elt *fld;
3087   struct bitfield_overlap_info flp;
3088
3089   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (fld, elt)
3090     if (bitfield_overlaps_p (blen, bpos, fld, &flp))
3091       {
3092         if (fld->replacement || (!flp.overlap_len && !flp.overlap_pos))
3093           {
3094             generate_copy_inout (fld, false, generate_element_ref (fld),
3095                                  listbeforep);
3096             mark_no_warning (fld);
3097             if (listafterp)
3098               generate_copy_inout (fld, true, generate_element_ref (fld),
3099                                    listafterp);
3100           }
3101         else
3102           {
3103             tree flen = flp.overlap_len ? flp.overlap_len : flp.field_len;
3104             tree fpos = flp.overlap_pos ? flp.overlap_pos : bitsize_int (0);
3105
3106             sra_sync_for_bitfield_assignment (listbeforep, listafterp,
3107                                               flen, fpos, fld);
3108           }
3109       }
3110 }
3111
3112 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
3113    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
3114    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
3115
3116 static void
3117 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi,
3118                bool is_output, bool use_all)
3119 {
3120   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
3121   tree bfexpr;
3122
3123   if (elt->replacement)
3124     {
3125       tree replacement = elt->replacement;
3126
3127       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
3128          simple as modifying the existing statement in place.  */
3129       if (is_output
3130           && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF
3131           && is_gimple_reg (TREE_OPERAND (elt->replacement, 0))
3132           && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3133           && &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) == expr_p)
3134         {
3135           tree newstmt = sra_build_elt_assignment
3136             (elt, GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1));
3137           if (TREE_CODE (newstmt) != STATEMENT_LIST)
3138             {
3139               tree list = NULL;
3140               append_to_statement_list (newstmt, &list);
3141               newstmt = list;
3142             }
3143           sra_replace (bsi, newstmt);
3144           return;
3145         }
3146       else if (!is_output
3147                && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF
3148                && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3149                && &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) == expr_p)
3150         {
3151           tree tmp = make_rename_temp
3152             (TREE_TYPE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0)), "SR");
3153           tree newstmt = sra_build_assignment (tmp, REPLDUP (elt->replacement));
3154
3155           if (TREE_CODE (newstmt) != STATEMENT_LIST)
3156             {
3157               tree list = NULL;
3158               append_to_statement_list (newstmt, &list);
3159               newstmt = list;
3160             }
3161           sra_insert_before (bsi, newstmt);
3162           replacement = tmp;
3163         }
3164       if (is_output)
3165           mark_all_v_defs (stmt);
3166       *expr_p = REPLDUP (replacement);
3167       update_stmt (stmt);
3168     }
3169   else if (use_all && is_output
3170            && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3171            && TREE_CODE (bfexpr
3172                          = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0)) == BIT_FIELD_REF
3173            && &TREE_OPERAND (bfexpr, 0) == expr_p
3174            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (bfexpr))
3175            && TREE_CODE (TREE_TYPE (*expr_p)) == RECORD_TYPE)
3176     {
3177       tree listbefore = NULL, listafter = NULL;
3178       tree blen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 1));
3179       tree bpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 2));
3180       bool update = false;
3181
3182       if (!elt->use_block_copy)
3183         {
3184           tree type = TREE_TYPE (bfexpr);
3185           tree var = make_rename_temp (type, "SR"), tmp, st, vpos;
3186
3187           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = var;
3188           update = true;
3189
3190           if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3191             {
3192               type = unsigned_type_for (type);
3193               tmp = make_rename_temp (type, "SR");
3194               st = build_gimple_modify_stmt (tmp,
3195                                              fold_convert (type, var));
3196               append_to_statement_list (st, &listafter);
3197               var = tmp;
3198             }
3199
3200           /* If VAR is wider than BLEN bits, it is padded at the
3201              most-significant end.  We want to set VPOS such that
3202              <BIT_FIELD_REF VAR BLEN VPOS> would refer to the
3203              least-significant BLEN bits of VAR.  */
3204           if (BYTES_BIG_ENDIAN)
3205             vpos = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (type), blen);
3206           else
3207             vpos = bitsize_int (0);
3208           sra_explode_bitfield_assignment
3209             (var, vpos, false, &listafter, blen, bpos, elt);
3210         }
3211       else
3212         sra_sync_for_bitfield_assignment
3213           (&listbefore, &listafter, blen, bpos, elt);
3214
3215       if (listbefore)
3216         {
3217           mark_all_v_defs (listbefore);
3218           sra_insert_before (bsi, listbefore);
3219         }
3220       if (listafter)
3221         {
3222           mark_all_v_defs (listafter);
3223           sra_insert_after (bsi, listafter);
3224         }
3225
3226       if (update)
3227         update_stmt (stmt);
3228     }
3229   else if (use_all && !is_output
3230            && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3231            && TREE_CODE (bfexpr
3232                          = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)) == BIT_FIELD_REF
3233            && &TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1), 0) == expr_p
3234            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (bfexpr))
3235            && TREE_CODE (TREE_TYPE (*expr_p)) == RECORD_TYPE)
3236     {
3237       tree list = NULL;
3238       tree blen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 1));
3239       tree bpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 2));
3240       bool update = false;
3241
3242       if (!elt->use_block_copy)
3243         {
3244           tree type = TREE_TYPE (bfexpr);
3245           tree var, vpos;
3246
3247           if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3248             type = unsigned_type_for (type);
3249
3250           var = make_rename_temp (type, "SR");
3251
3252           append_to_statement_list (build_gimple_modify_stmt
3253                                     (var, build_int_cst_wide (type, 0, 0)),
3254                                     &list);
3255
3256           /* If VAR is wider than BLEN bits, it is padded at the
3257              most-significant end.  We want to set VPOS such that
3258              <BIT_FIELD_REF VAR BLEN VPOS> would refer to the
3259              least-significant BLEN bits of VAR.  */
3260           if (BYTES_BIG_ENDIAN)
3261             vpos = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (type), blen);
3262           else
3263             vpos = bitsize_int (0);
3264           sra_explode_bitfield_assignment
3265             (var, vpos, true, &list, blen, bpos, elt);
3266
3267           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = var;
3268           update = true;
3269         }
3270       else
3271         sra_sync_for_bitfield_assignment
3272           (&list, NULL, blen, bpos, elt);
3273
3274       if (list)
3275         {
3276           mark_all_v_defs (list);
3277           sra_insert_before (bsi, list);
3278         }
3279
3280       if (update)
3281         update_stmt (stmt);
3282     }
3283   else
3284     {
3285       tree list = NULL;
3286
3287       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we
3288          want to store all (modified) sub-elements back into the
3289          structure before the reference takes place.  If ELT is being
3290          written, then we want to load the changed values back into
3291          our shadow variables.  */
3292       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
3293          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
3294          for which the values were last read.  If that number matches the
3295          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
3296          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
3297          a structure is passed as more than one argument to a function call.
3298          This optimization would be most effective if sra_walk_function
3299          processed the blocks in dominator order.  */
3300
3301       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &list);
3302       if (list == NULL)
3303         return;
3304       mark_all_v_defs (list);
3305       if (is_output)
3306         sra_insert_after (bsi, list);
3307       else
3308         {
3309           sra_insert_before (bsi, list);
3310           if (use_all)
3311             mark_no_warning (elt);
3312         }
3313     }
3314 }
3315
3316 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
3317    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
3318
3319 static void
3320 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
3321                 block_stmt_iterator *bsi)
3322 {
3323   tree list, stmt;
3324
3325   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
3326     {
3327       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
3328       stmt = bsi_stmt (*bsi);
3329
3330       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
3331          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
3332       gcc_assert (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT);
3333
3334       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = lhs_elt->replacement;
3335       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = REPLDUP (rhs_elt->replacement);
3336       update_stmt (stmt);
3337     }
3338   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
3339     {
3340       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
3341          to the original structure, leave the original assignment
3342          statement (which will perform the block copy), then load the
3343          LHS values out of its now-updated original structure.  */
3344       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
3345          would at least allow those elements that are instantiated in
3346          both structures to be optimized well.  */
3347
3348       list = NULL;
3349       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
3350                            generate_element_ref (rhs_elt), &list);
3351       if (list)
3352         {
3353           mark_all_v_defs (list);
3354           sra_insert_before (bsi, list);
3355         }
3356
3357       list = NULL;
3358       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
3359                            generate_element_ref (lhs_elt), &list);
3360       if (list)
3361         {
3362           mark_all_v_defs (list);
3363           sra_insert_after (bsi, list);
3364         }
3365     }
3366   else
3367     {
3368       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
3369          case perform pair-wise element assignments and replace the
3370          original block copy statement.  */
3371
3372       stmt = bsi_stmt (*bsi);
3373       mark_all_v_defs (stmt);
3374
3375       list = NULL;
3376       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &list);
3377       gcc_assert (list);
3378       mark_all_v_defs (list);
3379       sra_replace (bsi, list);
3380     }
3381 }
3382
3383 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
3384    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
3385    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
3386    CONSTRUCTOR.  */
3387
3388 static void
3389 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, block_stmt_iterator *bsi)
3390 {
3391   bool result = true;
3392   tree list = NULL, init_list = NULL;
3393
3394   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
3395   if (rhs)
3396     {
3397       /* Unshare the expression just in case this is from a decl's initial.  */
3398       rhs = unshare_expr (rhs);
3399       result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &init_list);
3400     }
3401
3402   /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
3403      a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
3404   generate_element_zero (lhs_elt, &list);
3405   append_to_statement_list (init_list, &list);
3406
3407   if (!result)
3408     {
3409       /* If we failed to convert the entire initializer, then we must
3410          leave the structure assignment in place and must load values
3411          from the structure into the slots for which we did not find
3412          constants.  The easiest way to do this is to generate a complete
3413          copy-out, and then follow that with the constant assignments
3414          that we were able to build.  DCE will clean things up.  */
3415       tree list0 = NULL;
3416       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
3417                            &list0);
3418       append_to_statement_list (list, &list0);
3419       list = list0;
3420     }
3421
3422   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
3423     {
3424       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
3425          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
3426          exposes constants to later optimizations.  */
3427       if (list)
3428         {
3429           mark_all_v_defs (list);
3430           sra_insert_after (bsi, list);
3431         }
3432     }
3433   else
3434     {
3435       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
3436          replaces the original structure assignment.  */
3437       gcc_assert (list);
3438       mark_all_v_defs (bsi_stmt (*bsi));
3439       mark_all_v_defs (list);
3440       sra_replace (bsi, list);
3441     }
3442 }
3443
3444 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
3445    on all INDIRECT_REFs.  */
3446
3447 static tree
3448 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3449 {
3450   tree t = *tp;
3451
3452   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
3453     {
3454       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
3455       *walk_subtrees = 0;
3456     }
3457   else if (IS_TYPE_OR_DECL_P (t))
3458     *walk_subtrees = 0;
3459
3460   return NULL;
3461 }
3462
3463 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
3464    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
3465    if ELT is on the left-hand side.  */
3466
3467 static void
3468 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
3469                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output)
3470 {
3471   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
3472   gcc_assert (!elt->replacement);
3473
3474   if (elt->use_block_copy)
3475     {
3476       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
3477          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
3478       scalarize_use (elt, NULL, bsi, is_output, false);
3479     }
3480   else
3481     {
3482       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
3483          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
3484          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
3485
3486       tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
3487
3488       mark_all_v_defs (stmt);
3489       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &list);
3490       gcc_assert (list);
3491       mark_all_v_defs (list);
3492
3493       /* Preserve EH semantics.  */
3494       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
3495         {
3496           tree_stmt_iterator tsi;
3497           tree first, blist = NULL;
3498           bool thr = tree_could_throw_p (stmt);
3499
3500           /* If the last statement of this BB created an EH edge
3501              before scalarization, we have to locate the first
3502              statement that can throw in the new statement list and
3503              use that as the last statement of this BB, such that EH
3504              semantics is preserved.  All statements up to this one
3505              are added to the same BB.  All other statements in the
3506              list will be added to normal outgoing edges of the same
3507              BB.  If they access any memory, it's the same memory, so
3508              we can assume they won't throw.  */
3509           tsi = tsi_start (list);
3510           for (first = tsi_stmt (tsi);
3511                thr && !tsi_end_p (tsi) && !tree_could_throw_p (first);
3512                first = tsi_stmt (tsi))
3513             {
3514               tsi_delink (&tsi);
3515               append_to_statement_list (first, &blist);
3516             }
3517
3518           /* Extract the first remaining statement from LIST, this is
3519              the EH statement if there is one.  */
3520           tsi_delink (&tsi);
3521
3522           if (blist)
3523             sra_insert_before (bsi, blist);
3524
3525           /* Replace the old statement with this new representative.  */
3526           bsi_replace (bsi, first, true);
3527
3528           if (!tsi_end_p (tsi))
3529             {
3530               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
3531                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
3532                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
3533                  iterating over the remaining statements and set
3534                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
3535               do
3536                 {
3537                   walk_tree (tsi_stmt_ptr (tsi), mark_notrap, NULL, NULL);
3538                   tsi_next (&tsi);
3539                 }
3540               while (!tsi_end_p (tsi));
3541
3542               insert_edge_copies (list, bsi->bb);
3543             }
3544         }
3545       else
3546         sra_replace (bsi, list);
3547     }
3548 }
3549
3550 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
3551
3552 static void
3553 scalarize_parms (void)
3554 {
3555   tree list = NULL;
3556   unsigned i;
3557   bitmap_iterator bi;
3558
3559   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i, bi)
3560     {
3561       tree var = referenced_var (i);
3562       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
3563       generate_copy_inout (elt, true, var, &list);
3564     }
3565
3566   if (list)
3567     {
3568       insert_edge_copies (list, ENTRY_BLOCK_PTR);
3569       mark_all_v_defs (list);
3570     }
3571 }
3572
3573 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
3574
3575 static void
3576 scalarize_function (void)
3577 {
3578   static const struct sra_walk_fns fns = {
3579     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
3580   };
3581
3582   sra_walk_function (&fns);
3583   scalarize_parms ();
3584   bsi_commit_edge_inserts ();
3585 }
3586
3587 \f
3588 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
3589
3590 static void
3591 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
3592 {
3593   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
3594     {
3595       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
3596       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
3597     }
3598   else
3599     {
3600       if (elt->parent)
3601         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
3602       if (DECL_P (elt->element))
3603         {
3604           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
3605             fputc ('.', f);
3606           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
3607         }
3608       else if (TREE_CODE (elt->element) == BIT_FIELD_REF)
3609         fprintf (f, "$B" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "F" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3610                  tree_low_cst (TREE_OPERAND (elt->element, 2), 1),
3611                  tree_low_cst (TREE_OPERAND (elt->element, 1), 1));
3612       else if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
3613         fprintf (f, "["HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC".."HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC"]",
3614                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 0)),
3615                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 1)));
3616       else
3617         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
3618                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
3619     }
3620 }
3621
3622 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
3623
3624 void
3625 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
3626 {
3627   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
3628   fputc ('\n', stderr);
3629 }
3630
3631 void 
3632 sra_init_cache (void)
3633 {
3634   if (sra_type_decomp_cache) 
3635     return;
3636
3637   sra_type_decomp_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
3638   sra_type_inst_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
3639 }
3640
3641 /* Main entry point.  */
3642
3643 static unsigned int
3644 tree_sra (void)
3645 {
3646   /* Initialize local variables.  */
3647   todoflags = 0;
3648   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
3649   sra_candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
3650   needs_copy_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3651   sra_init_cache ();
3652   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
3653
3654   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
3655   if (find_candidates_for_sra ())
3656     {
3657       scan_function ();
3658       decide_instantiations ();
3659       scalarize_function ();
3660       if (!bitmap_empty_p (sra_candidates))
3661         todoflags |= TODO_rebuild_alias;
3662     }
3663
3664   /* Free allocated memory.  */
3665   htab_delete (sra_map);
3666   sra_map = NULL;
3667   BITMAP_FREE (sra_candidates);
3668   BITMAP_FREE (needs_copy_in);
3669   BITMAP_FREE (sra_type_decomp_cache);
3670   BITMAP_FREE (sra_type_inst_cache);
3671   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
3672   return todoflags;
3673 }
3674
3675 static unsigned int
3676 tree_sra_early (void)
3677 {
3678   unsigned int ret;
3679
3680   early_sra = true;
3681   ret = tree_sra ();
3682   early_sra = false;
3683
3684   return ret & ~TODO_rebuild_alias;
3685 }
3686
3687 static bool
3688 gate_sra (void)
3689 {
3690   return flag_tree_sra != 0;
3691 }
3692
3693 struct gimple_opt_pass pass_sra_early =
3694 {
3695  {
3696   GIMPLE_PASS,
3697   "esra",                               /* name */
3698   gate_sra,                             /* gate */
3699   tree_sra_early,                       /* execute */
3700   NULL,                                 /* sub */
3701   NULL,                                 /* next */
3702   0,                                    /* static_pass_number */
3703   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
3704   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
3705   0,                                    /* properties_provided */
3706   0,                                    /* properties_destroyed */
3707   0,                                    /* todo_flags_start */
3708   TODO_dump_func
3709   | TODO_update_ssa
3710   | TODO_ggc_collect
3711   | TODO_verify_ssa                     /* todo_flags_finish */
3712  }
3713 };
3714
3715 struct gimple_opt_pass pass_sra =
3716 {
3717  {
3718   GIMPLE_PASS,
3719   "sra",                                /* name */
3720   gate_sra,                             /* gate */
3721   tree_sra,                             /* execute */
3722   NULL,                                 /* sub */
3723   NULL,                                 /* next */
3724   0,                                    /* static_pass_number */
3725   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
3726   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
3727   0,                                    /* properties_provided */
3728   0,                                    /* properties_destroyed */
3729   0,                                    /* todo_flags_start */
3730   TODO_dump_func
3731   | TODO_update_ssa
3732   | TODO_ggc_collect
3733   | TODO_verify_ssa                     /* todo_flags_finish */
3734  }
3735 };