OSDN Git Service

* tree-cfg.c (make_exit_edges): Use get_call_expr_in.
[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 Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
6
7 This file is part of GCC.
8    
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
10 under the terms of the GNU General Public License as published by the
11 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
12 later version.
13    
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
15 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18    
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
22 02111-1307, USA.  */
23
24 #include "config.h"
25 #include "system.h"
26 #include "coretypes.h"
27 #include "tm.h"
28 #include "errors.h"
29 #include "ggc.h"
30 #include "tree.h"
31
32 /* These RTL headers are needed for basic-block.h.  */
33 #include "rtl.h"
34 #include "tm_p.h"
35 #include "hard-reg-set.h"
36 #include "basic-block.h"
37 #include "diagnostic.h"
38 #include "langhooks.h"
39 #include "tree-inline.h"
40 #include "tree-flow.h"
41 #include "tree-gimple.h"
42 #include "tree-dump.h"
43 #include "tree-pass.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "flags.h"
46 #include "bitmap.h"
47 #include "obstack.h"
48 #include "target.h"
49 /* expr.h is needed for MOVE_RATIO.  */
50 #include "expr.h"
51
52
53 /* This object of this pass is to replace a non-addressable aggregate with a
54    set of independent variables.  Most of the time, all of these variables
55    will be scalars.  But a secondary objective is to break up larger 
56    aggregates into smaller aggregates.  In the process we may find that some
57    bits of the larger aggregate can be deleted as unreferenced.
58
59    This substitution is done globally.  More localized substitutions would
60    be the purvey of a load-store motion pass.
61
62    The optimization proceeds in phases:
63
64      (1) Identify variables that have types that are candidates for
65          decomposition.
66
67      (2) Scan the function looking for the ways these variables are used.
68          In particular we're interested in the number of times a variable
69          (or member) is needed as a complete unit, and the number of times
70          a variable (or member) is copied.
71
72      (3) Based on the usage profile, instantiate substitution variables.
73
74      (4) Scan the function making replacements.
75 */
76
77
78 /* The set of aggregate variables that are candidates for scalarization.  */
79 static bitmap sra_candidates;
80
81 /* Set of scalarizable PARM_DECLs that need copy-in operations at the
82    beginning of the function.  */
83 static bitmap needs_copy_in;
84
85 /* Sets of bit pairs that cache type decomposition and instantiation.  */
86 static bitmap sra_type_decomp_cache;
87 static bitmap sra_type_inst_cache;
88
89 /* One of these structures is created for each candidate aggregate
90    and each (accessed) member of such an aggregate.  */
91 struct sra_elt
92 {
93   /* A tree of the elements.  Used when we want to traverse everything.  */
94   struct sra_elt *parent;
95   struct sra_elt *children;
96   struct sra_elt *sibling;
97
98   /* If this element is a root, then this is the VAR_DECL.  If this is
99      a sub-element, this is some token used to identify the reference.
100      In the case of COMPONENT_REF, this is the FIELD_DECL.  In the case
101      of an ARRAY_REF, this is the (constant) index.  In the case of a
102      complex number, this is a zero or one.  */
103   tree element;
104
105   /* The type of the element.  */
106   tree type;
107
108   /* A VAR_DECL, for any sub-element we've decided to replace.  */
109   tree replacement;
110
111   /* The number of times the element is referenced as a whole.  I.e.
112      given "a.b.c", this would be incremented for C, but not for A or B.  */
113   unsigned int n_uses;
114
115   /* The number of times the element is copied to or from another
116      scalarizable element.  */
117   unsigned int n_copies;
118
119   /* True if TYPE is scalar.  */
120   bool is_scalar;
121
122   /* True if we saw something about this element that prevents scalarization,
123      such as non-constant indexing.  */
124   bool cannot_scalarize;
125
126   /* True if we've decided that structure-to-structure assignment
127      should happen via memcpy and not per-element.  */
128   bool use_block_copy;
129
130   /* A flag for use with/after random access traversals.  */
131   bool visited;
132 };
133
134 /* Random access to the child of a parent is performed by hashing.
135    This prevents quadratic behaviour, and allows SRA to function
136    reasonably on larger records.  */
137 static htab_t sra_map;
138
139 /* All structures are allocated out of the following obstack.  */
140 static struct obstack sra_obstack;
141
142 /* Debugging functions.  */
143 static void dump_sra_elt_name (FILE *, struct sra_elt *);
144 extern void debug_sra_elt_name (struct sra_elt *);
145
146 \f
147 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
148
149 static bool
150 is_sra_candidate_decl (tree decl)
151 {
152   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, var_ann (decl)->uid);
153 }
154
155 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
156
157 static bool
158 is_sra_scalar_type (tree type)
159 {
160   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
161   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
162           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
163           || code == CHAR_TYPE || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
164           || code == REFERENCE_TYPE);
165 }
166
167 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
168
169    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
170    instantiated, just that if we decide to break up the type into
171    separate pieces that it can be done.  */
172
173 static bool
174 type_can_be_decomposed_p (tree type)
175 {
176   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
177   tree t;
178
179   /* Avoid searching the same type twice.  */
180   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
181     return true;
182   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
183     return false;
184
185   /* The type must have a definite non-zero size.  */
186   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
187     goto fail;
188
189   /* The type must be a non-union aggregate.  */
190   switch (TREE_CODE (type))
191     {
192     case RECORD_TYPE:
193       {
194         bool saw_one_field = false;
195
196         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
197           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
198             {
199               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
200               if (DECL_BIT_FIELD (t)
201                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
202                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
203                 goto fail;
204
205               saw_one_field = true;
206             }
207
208         /* Record types must have at least one field.  */
209         if (!saw_one_field)
210           goto fail;
211       }
212       break;
213
214     case ARRAY_TYPE:
215       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
216       t = TYPE_DOMAIN (type);
217       if (t == NULL)
218         goto fail;
219       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
220         goto fail;
221       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
222         goto fail;
223       break;
224
225     case COMPLEX_TYPE:
226       break;
227
228     default:
229       goto fail;
230     }
231
232   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
233   return true;
234
235  fail:
236   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
237   return false;
238 }
239
240 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
241    (though not necessarily scalar) variables.  */
242
243 static bool
244 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
245 {
246   /* Early out for scalars.  */
247   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
248     return false;
249
250   /* The variable must not be aliased.  */
251   if (!is_gimple_non_addressable (var))
252     {
253       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
254         {
255           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
256           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
257           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
258         }
259       return false;
260     }
261
262   /* The variable must not be volatile.  */
263   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
264     {
265       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
266         {
267           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
268           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
269           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
270         }
271       return false;
272     }
273
274   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
275   if (!type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
276     {
277       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
278         {
279           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
280           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
281           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
282         }
283       return false;
284     }
285
286   return true;
287 }
288
289 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
290
291 static bool
292 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
293 {
294   if (is_sra_scalar_type (type))
295     return true;
296   if (!type_can_be_decomposed_p (type))
297     return false;
298
299   switch (TREE_CODE (type))
300     {
301     case RECORD_TYPE:
302       {
303         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
304         tree f;
305
306         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
307           return true;
308         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
309           return false;
310
311         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
312           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
313             {
314               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
315                 {
316                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
317                   return false;
318                 }
319             }
320
321         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
322         return true;
323       }
324
325     case ARRAY_TYPE:
326       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
327
328     case COMPLEX_TYPE:
329       return true;
330
331     default:
332       abort ();
333     }
334 }
335
336 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
337
338 static bool
339 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
340 {
341   struct sra_elt *c;
342
343   if (elt->cannot_scalarize)
344     return false;
345
346   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
347     if (!can_completely_scalarize_p (c))
348       return false;
349
350   return true;
351 }
352
353 \f
354 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
355    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
356
357 static hashval_t
358 sra_hash_tree (tree t)
359 {
360   switch (TREE_CODE (t))
361     {
362     case VAR_DECL:
363     case PARM_DECL:
364     case RESULT_DECL:
365     case FIELD_DECL:
366       return DECL_UID (t);
367     case INTEGER_CST:
368       return TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
369     default:
370       abort ();
371     }
372 }
373
374 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
375
376 static hashval_t
377 sra_elt_hash (const void *x)
378 {
379   const struct sra_elt *e = x;
380   const struct sra_elt *p;
381   hashval_t h;
382
383   h = sra_hash_tree (e->element);
384
385   /* Take into account everything back up the chain.  Given that chain
386      lengths are rarely very long, this should be acceptable.  If we
387      truely identify this as a performance problem, it should work to
388      hash the pointer value "e->parent".  */
389   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
390     h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
391
392   return h;
393 }
394   
395 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
396
397 static int
398 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
399 {
400   const struct sra_elt *a = x;
401   const struct sra_elt *b = y;
402
403   if (a->parent != b->parent)
404     return false;
405
406   /* All the field/decl stuff is unique.  */
407   if (a->element == b->element)
408     return true;
409
410   /* The only thing left is integer equality.  */
411   if (TREE_CODE (a->element) == INTEGER_CST
412       && TREE_CODE (b->element) == INTEGER_CST)
413     return tree_int_cst_equal (a->element, b->element);
414   else
415     return false;
416 }
417
418 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
419    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
420
421 static struct sra_elt *
422 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
423                 enum insert_option insert)
424 {
425   struct sra_elt dummy;
426   struct sra_elt **slot;
427   struct sra_elt *elt;
428
429   dummy.parent = parent;
430   dummy.element = child;
431
432   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
433   if (!slot && insert == NO_INSERT)
434     return NULL;
435
436   elt = *slot;
437   if (!elt && insert == INSERT)
438     {
439       *slot = elt = obstack_alloc (&sra_obstack, sizeof (*elt));
440       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
441
442       elt->parent = parent;
443       elt->element = child;
444       elt->type = type;
445       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
446
447       if (parent)
448         {
449           elt->sibling = parent->children;
450           parent->children = elt;
451         }
452
453       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
454          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
455       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
456         {
457           elt->n_copies = 1;
458           bitmap_set_bit (needs_copy_in, var_ann (child)->uid);
459         }
460     }
461
462   return elt;
463 }
464
465 /* Return true if the ARRAY_REF in EXPR is a constant, in bounds access.  */
466
467 static bool
468 is_valid_const_index (tree expr)
469 {
470   tree dom, t, index = TREE_OPERAND (expr, 1);
471
472   if (TREE_CODE (index) != INTEGER_CST)
473     return false;
474
475   /* Watch out for stupid user tricks, indexing outside the array.
476
477      Careful, we're not called only on scalarizable types, so do not
478      assume constant array bounds.  We needn't do anything with such
479      cases, since they'll be referring to objects that we should have
480      already rejected for scalarization, so returning false is fine.  */
481
482   dom = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0)));
483   if (dom == NULL)
484     return false;
485
486   t = TYPE_MIN_VALUE (dom);
487   if (!t || TREE_CODE (t) != INTEGER_CST)
488     return false;
489   if (tree_int_cst_lt (index, t))
490     return false;
491
492   t = TYPE_MAX_VALUE (dom);
493   if (!t || TREE_CODE (t) != INTEGER_CST)
494     return false;
495   if (tree_int_cst_lt (t, index))
496     return false;
497
498   return true;
499 }
500
501 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression 
502    refers to a scalarizable variable.  */
503
504 static struct sra_elt *
505 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
506 {
507   struct sra_elt *elt;
508   tree child;
509
510   switch (TREE_CODE (expr))
511     {
512     case VAR_DECL:
513     case PARM_DECL:
514     case RESULT_DECL:
515       if (is_sra_candidate_decl (expr))
516         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
517       return NULL;
518
519     case ARRAY_REF:
520       /* We can't scalarize variable array indicies.  */
521       if (is_valid_const_index (expr))
522         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
523       else
524         return NULL;
525       break;
526
527     case COMPONENT_REF:
528       /* Don't look through unions.  */
529       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) != RECORD_TYPE)
530         return NULL;
531       child = TREE_OPERAND (expr, 1);
532       break;
533
534     case REALPART_EXPR:
535       child = integer_zero_node;
536       break;
537     case IMAGPART_EXPR:
538       child = integer_one_node;
539       break;
540
541     default:
542       return NULL;
543     }
544
545   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
546   if (elt)
547     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
548   return NULL;
549 }
550
551 \f
552 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
553    references, and categorize them.  */
554
555 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
556    various kinds of references seen.  In all cases, *BSI is an iterator
557    pointing to the statement being processed.  */
558 struct sra_walk_fns
559 {
560   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
561      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
562      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
563      is a left-hand-side reference.  */
564   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
565                block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
566
567   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
568   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
569                 block_stmt_iterator *bsi);
570
571   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
572      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
573   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, block_stmt_iterator *bsi);
574
575   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
576      and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true if ELT
577      is on the left-hand side.  */
578   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
579                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
580
581   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
582   /* ??? This is a hack.  */
583   bool initial_scan;
584 };
585
586 #ifdef ENABLE_CHECKING
587 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains an candidate decl, return it.  */
588
589 static tree
590 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
591                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
592 {
593   tree t = *tp;
594   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
595
596   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
597     {
598       *walk_subtrees = 0;
599       if (is_sra_candidate_decl (t))
600         return t;
601     }
602   else if (TYPE_P (t))
603     *walk_subtrees = 0;
604
605   return NULL;
606 }
607 #endif
608
609 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
610    If we find one, invoke FNS->USE.  */
611
612 static void
613 sra_walk_expr (tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
614                const struct sra_walk_fns *fns)
615 {
616   tree expr = *expr_p;
617   tree inner = expr;
618   bool disable_scalarization = false;
619
620   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
621      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
622      are references that we can scalarize.  If we come across something that
623      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
624      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
625
626   while (1)
627     switch (TREE_CODE (inner))
628       {
629       case VAR_DECL:
630       case PARM_DECL:
631       case RESULT_DECL:
632         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
633         if (is_sra_candidate_decl (inner))
634           {
635             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
636             if (disable_scalarization)
637               elt->cannot_scalarize = true;
638             else
639               fns->use (elt, expr_p, bsi, is_output);
640           }
641         return;
642
643       case ARRAY_REF:
644         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
645            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
646            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
647            index reference inside a loop being overridden by several constant
648            index references during loop setup.  It's possible that this could
649            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
650            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth 
651            the effort.  */
652         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
653            without duplicating too much code.  */
654         if (!is_valid_const_index (inner))
655           {
656             disable_scalarization = true;
657             goto use_all;
658           }
659         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
660            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
661         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
662           goto use_all;
663         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
664         break;
665
666       case COMPONENT_REF:
667         /* A reference to a union member constitutes a reference to the
668            entire union.  */
669         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) != RECORD_TYPE)
670           goto use_all;
671         /* ??? See above re non-constant stride.  */
672         if (TREE_OPERAND (inner, 2))
673           goto use_all;
674         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
675         break;
676
677       case REALPART_EXPR:
678       case IMAGPART_EXPR:
679         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
680         break;
681
682       case BIT_FIELD_REF:
683         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
684            is not currently scalarized.  Consider this an access to the 
685            complete outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
686         goto use_all;
687
688       case ARRAY_RANGE_REF:
689         /* Similarly, an subrange reference is used to modify indexing.  Which
690            means that the canonical element names that we have won't work.  */
691         goto use_all;
692
693       case VIEW_CONVERT_EXPR:
694       case NOP_EXPR:
695         /* Similarly, a view/nop explicitly wants to look at an object in a
696            type other than the one we've scalarized.  */
697         goto use_all;
698
699       use_all:
700         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
701         inner = expr = *expr_p;
702         break;
703
704       default:
705 #ifdef ENABLE_CHECKING
706         /* Validate that we're not missing any references.  */
707         if (walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL))
708           abort ();
709 #endif
710         return;
711       }
712 }
713
714 /* Walk a TREE_LIST of values looking for scalarizable aggregates.
715    If we find one, invoke FNS->USE.  */
716
717 static void
718 sra_walk_tree_list (tree list, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
719                     const struct sra_walk_fns *fns)
720 {
721   tree op;
722   for (op = list; op ; op = TREE_CHAIN (op))
723     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (op), bsi, is_output, fns);
724 }
725
726 /* Walk the arguments of a CALL_EXPR looking for scalarizable aggregates.
727    If we find one, invoke FNS->USE.  */
728
729 static void
730 sra_walk_call_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
731                     const struct sra_walk_fns *fns)
732 {
733   sra_walk_tree_list (TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
734 }
735
736 /* Walk the inputs and outputs of an ASM_EXPR looking for scalarizable
737    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
738
739 static void
740 sra_walk_asm_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
741                    const struct sra_walk_fns *fns)
742 {
743   sra_walk_tree_list (ASM_INPUTS (expr), bsi, false, fns);
744   sra_walk_tree_list (ASM_OUTPUTS (expr), bsi, true, fns);
745 }
746
747 /* Walk a MODIFY_EXPR and categorize the assignment appropriately.  */
748
749 static void
750 sra_walk_modify_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
751                       const struct sra_walk_fns *fns)
752 {
753   struct sra_elt *lhs_elt, *rhs_elt;
754   tree lhs, rhs;
755
756   lhs = TREE_OPERAND (expr, 0);
757   rhs = TREE_OPERAND (expr, 1);
758   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
759   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
760
761   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
762   if (lhs_elt && rhs_elt)
763     {
764       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, bsi);
765       return;
766     }
767
768   if (lhs_elt)
769     {
770       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
771          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
772       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
773           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
774           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
775         fns->init (lhs_elt, rhs, bsi);
776
777       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
778          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
779       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
780                && TREE_STATIC (rhs)
781                && TREE_READONLY (rhs)
782                && targetm.binds_local_p (rhs))
783         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), bsi);
784
785       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
786          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
787          the result of a function call.  Which would result in trying to call
788          the function multiple times, and other evil things.  */
789       else if (!lhs_elt->is_scalar && is_gimple_addr_expr_arg (rhs))
790         fns->ldst (lhs_elt, rhs, bsi, true);
791         
792       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
793          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
794       else
795         fns->use (lhs_elt, &TREE_OPERAND (expr, 0), bsi, true);
796     }
797   else
798     {
799       /* LHS_ELT being null only means that the LHS as a whole is not a
800          scalarizable reference.  There may be occurrences of scalarizable
801          variables within, which implies a USE.  */
802       sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (expr, 0), bsi, true, fns);
803     }
804
805   /* Likewise for the right-hand side.  The only difference here is that
806      we don't have to handle constants, and the RHS may be a call.  */
807   if (rhs_elt)
808     {
809       if (!rhs_elt->is_scalar)
810         fns->ldst (rhs_elt, lhs, bsi, false);
811       else
812         fns->use (rhs_elt, &TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false);
813     }
814   else
815     {
816       tree call = get_call_expr_in (rhs);
817       if (call)
818         sra_walk_call_expr (call, bsi, fns);
819       else
820         sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
821     }
822 }
823
824 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
825    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
826    scalarizable variables.  */
827
828 static void
829 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
830 {
831   basic_block bb;
832   block_stmt_iterator si, ni;
833
834   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
835      dominator tree order.  */
836
837   FOR_EACH_BB (bb)
838     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); si = ni)
839       {
840         tree stmt, t;
841         stmt_ann_t ann;
842
843         stmt = bsi_stmt (si);
844         ann = stmt_ann (stmt);
845
846         ni = si;
847         bsi_next (&ni);
848
849         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
850            make any structure references that we care about.  */
851         if (NUM_V_MAY_DEFS (V_MAY_DEF_OPS (ann)) == 0
852             && NUM_VUSES (VUSE_OPS (ann)) == 0
853             && NUM_V_MUST_DEFS (V_MUST_DEF_OPS (ann)) == 0)
854           continue;
855
856         switch (TREE_CODE (stmt))
857           {
858           case RETURN_EXPR:
859             /* If we have "return <retval>" then the return value is
860                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
861                force all the components back in place for the return.
862
863                If we have an embedded assignment, then <retval> is of
864                a type that gets returned in registers in this ABI, and
865                we do not wish to extend their lifetimes.  Treat this
866                as a USE of the variable on the RHS of this assignment.  */
867
868             t = TREE_OPERAND (stmt, 0);
869             if (TREE_CODE (t) == MODIFY_EXPR)
870               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (t, 1), &si, false, fns);
871             else
872               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (stmt, 0), &si, false, fns);
873             break;
874
875           case MODIFY_EXPR:
876             sra_walk_modify_expr (stmt, &si, fns);
877             break;
878           case CALL_EXPR:
879             sra_walk_call_expr (stmt, &si, fns);
880             break;
881           case ASM_EXPR:
882             sra_walk_asm_expr (stmt, &si, fns);
883             break;
884
885           default:
886             break;
887           }
888       }
889 }
890 \f
891 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
892    structures that could be decomposed.  */
893
894 static bool
895 find_candidates_for_sra (void)
896 {
897   size_t i;
898   bool any_set = false;
899
900   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
901     {
902       tree var = referenced_var (i);
903       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
904         {
905           bitmap_set_bit (sra_candidates, var_ann (var)->uid);
906           any_set = true;
907         }
908     }
909  
910   return any_set;
911 }
912
913 \f
914 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
915    number of times they are used or copied respectively.  */
916
917 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
918    considered a copy, because we can decompose the reference such that
919    the sub-elements needn't be contiguous.  */
920
921 static void
922 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
923           block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
924           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
925 {
926   elt->n_uses += 1;
927 }
928
929 static void
930 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
931            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
932 {
933   lhs_elt->n_copies += 1;
934   rhs_elt->n_copies += 1;
935 }
936
937 static void
938 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
939            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
940 {
941   lhs_elt->n_copies += 1;
942 }
943
944 static void
945 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
946            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
947            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
948 {
949   elt->n_copies += 1;
950 }
951
952 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
953
954 static void
955 scan_dump (struct sra_elt *elt)
956 {
957   struct sra_elt *c;
958
959   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
960   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
961
962   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
963     scan_dump (c);
964 }
965
966 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
967    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
968
969 static void
970 scan_function (void)
971 {
972   static const struct sra_walk_fns fns = {
973     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
974   };
975
976   sra_walk_function (&fns);
977
978   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
979     {
980       size_t i;
981
982       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
983       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i,
984         {
985           tree var = referenced_var (i);
986           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
987           if (elt)
988             scan_dump (elt);
989         });
990       fputc ('\n', dump_file);
991     }
992 }
993 \f
994 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
995    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
996
997 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
998    name on the obstack.  */
999
1000 static void
1001 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1002 {
1003   tree t;
1004   char buffer[32];
1005
1006   if (elt->parent)
1007     {
1008       build_element_name_1 (elt->parent);
1009       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1010
1011       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1012         {
1013           if (elt->element == integer_zero_node)
1014             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1015           else
1016             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1017           return;
1018         }
1019     }
1020
1021   t = elt->element;
1022   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1023     {
1024       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1025       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1026       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1027     }
1028   else
1029     {
1030       tree name = DECL_NAME (t);
1031       if (name)
1032         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1033                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1034       else
1035         {
1036           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1037           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1038         }
1039     }
1040 }
1041
1042 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1043    The name is built on the obstack.  */
1044
1045 static char *
1046 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1047 {
1048   build_element_name_1 (elt);
1049   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1050   return obstack_finish (&sra_obstack);
1051 }
1052
1053 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1054
1055 static void
1056 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1057 {
1058   struct sra_elt *base_elt;
1059   tree var, base;
1060
1061   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1062     continue;
1063   base = base_elt->element;
1064
1065   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1066   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1067   TREE_NO_WARNING (var) = TREE_NO_WARNING (base);
1068   DECL_ARTIFICIAL (var) = DECL_ARTIFICIAL (base);
1069
1070   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1071     {
1072       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1073       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1074       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1075     }
1076
1077   if (dump_file)
1078     {
1079       fputs ("  ", dump_file);
1080       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1081       fputs (" -> ", dump_file);
1082       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1083       fputc ('\n', dump_file);
1084     }
1085 }
1086
1087 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1088    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1089
1090    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1091    fields all the way up the tree.  */
1092
1093 static void
1094 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1095                         unsigned int parent_copies)
1096 {
1097   if (dump_file && !elt->parent)
1098     {
1099       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1100       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1101       fputc ('\n', dump_file);
1102     }
1103
1104   if (elt->cannot_scalarize)
1105     return;
1106
1107   if (elt->is_scalar)
1108     {
1109       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1110          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1111       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1112         instantiate_element (elt);
1113     }
1114   else
1115     {
1116       struct sra_elt *c;
1117       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1118       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1119
1120       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1121         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1122     }
1123 }
1124
1125 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1126    We will only care about this if the size of the complete structure
1127    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1128
1129 static unsigned int
1130 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1131 {
1132   if (elt->replacement)
1133     {
1134       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1135       return 1;
1136     }
1137   else
1138     {
1139       struct sra_elt *c;
1140       unsigned int count = 0;
1141
1142       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1143         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1144
1145       return count;
1146     }
1147 }
1148
1149 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1150    children of ELT.  */
1151
1152 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1153
1154 static void
1155 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1156 {
1157   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1158   if (sub->is_scalar)
1159     {
1160       if (sub->replacement == NULL)
1161         instantiate_element (sub);
1162     }
1163   else
1164     instantiate_missing_elements (sub);
1165 }
1166
1167 static void
1168 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1169 {
1170   tree type = elt->type;
1171
1172   switch (TREE_CODE (type))
1173     {
1174     case RECORD_TYPE:
1175       {
1176         tree f;
1177         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1178           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1179             instantiate_missing_elements_1 (elt, f, TREE_TYPE (f));
1180         break;
1181       }
1182
1183     case ARRAY_TYPE:
1184       {
1185         tree i, max, subtype;
1186
1187         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1188         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1189         subtype = TREE_TYPE (type);
1190
1191         while (1)
1192           {
1193             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1194             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1195               break;
1196             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1197           }
1198
1199         break;
1200       }
1201
1202     case COMPLEX_TYPE:
1203       type = TREE_TYPE (type);
1204       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1205       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1206       break;
1207
1208     default:
1209       abort ();
1210     }
1211 }
1212
1213 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1214    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1215    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1216
1217 static bool
1218 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1219 {
1220   struct sra_elt *c;
1221   bool any_inst;
1222
1223   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1224   if (elt->cannot_scalarize)
1225     {
1226       elt->use_block_copy = 1;
1227
1228       if (dump_file)
1229         {
1230           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1231           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1232           fputc ('\n', dump_file);
1233         }
1234
1235       return false;
1236     }
1237
1238   /* Don't decide if we've no uses.  */
1239   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0)
1240     ;
1241
1242   else if (!elt->is_scalar)
1243     {
1244       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1245       bool use_block_copy = true;
1246
1247       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1248          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1249          copies for variable sized structures.  */
1250       if (host_integerp (size_tree, 1))
1251         {
1252           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1253           unsigned int inst_count;
1254
1255           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1256
1257           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only 
1258              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1259              If there are a large number of fields then the size of the copy
1260              is much more of a factor.  */
1261
1262           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1263              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1264           if (full_size <= (unsigned) MOVE_RATIO * UNITS_PER_WORD
1265               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1266             use_block_copy = false;
1267           else
1268             {
1269               inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1270
1271               if (inst_size * 4 >= full_size * 3)
1272                 use_block_copy = false;
1273             }
1274
1275           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1276              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1277           if (!use_block_copy
1278               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1279                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1280             use_block_copy = true;
1281         }
1282       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1283
1284       if (dump_file)
1285         {
1286           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1287                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1288           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1289           fputc ('\n', dump_file);
1290         }
1291
1292       if (!use_block_copy)
1293         {
1294           instantiate_missing_elements (elt);
1295           return true;
1296         }
1297     }
1298
1299   any_inst = elt->replacement != NULL;
1300
1301   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1302     any_inst |= decide_block_copy (c);
1303
1304   return any_inst;
1305 }
1306
1307 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1308
1309 static void
1310 decide_instantiations (void)
1311 {
1312   unsigned int i;
1313   bool cleared_any;
1314   struct bitmap_head_def done_head;
1315
1316   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1317      so save up all the bits to clear until the end.  */
1318   bitmap_initialize (&done_head, 1);
1319   cleared_any = false;
1320
1321   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i,
1322     {
1323       tree var = referenced_var (i);
1324       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1325       if (elt)
1326         {
1327           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1328           if (!decide_block_copy (elt))
1329             elt = NULL;
1330         }
1331       if (!elt)
1332         {
1333           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1334           cleared_any = true;
1335         }
1336     });
1337
1338   if (cleared_any)
1339     {
1340       bitmap_operation (sra_candidates, sra_candidates, &done_head, 
1341                         BITMAP_AND_COMPL);
1342       bitmap_operation (needs_copy_in, needs_copy_in, &done_head, 
1343                         BITMAP_AND_COMPL);
1344     }
1345   bitmap_clear (&done_head);
1346
1347   if (dump_file)
1348     fputc ('\n', dump_file);
1349 }
1350
1351 \f
1352 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
1353
1354 /* Mark all the variables in V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operands for STMT for
1355    renaming. This becomes necessary when we modify all of a non-scalar.  */
1356
1357 static void
1358 mark_all_v_defs (tree stmt)
1359 {
1360   v_may_def_optype v_may_defs;
1361   v_must_def_optype v_must_defs;
1362   size_t i, n;
1363
1364   get_stmt_operands (stmt);
1365
1366   v_may_defs = V_MAY_DEF_OPS (stmt_ann (stmt));
1367   n = NUM_V_MAY_DEFS (v_may_defs);
1368   for (i = 0; i < n; i++)
1369     {
1370       tree sym = V_MAY_DEF_RESULT (v_may_defs, i);
1371       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
1372         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
1373       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (sym)->uid);
1374     }
1375
1376   v_must_defs = V_MUST_DEF_OPS (stmt_ann (stmt));
1377   n = NUM_V_MUST_DEFS (v_must_defs);
1378   for (i = 0; i < n; i++)
1379     {
1380       tree sym = V_MUST_DEF_OP (v_must_defs, i);
1381       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
1382         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
1383       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (sym)->uid);
1384     }
1385 }
1386
1387 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
1388
1389 static tree
1390 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
1391 {
1392   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
1393     {
1394     case RECORD_TYPE:
1395       return build (COMPONENT_REF, elt->type, base, elt->element, NULL);
1396
1397     case ARRAY_TYPE:
1398       return build (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
1399
1400     case COMPLEX_TYPE:
1401       if (elt->element == integer_zero_node)
1402         return build (REALPART_EXPR, elt->type, base);
1403       else
1404         return build (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
1405
1406     default:
1407       abort ();
1408     }
1409 }
1410
1411 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
1412
1413 static tree
1414 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
1415 {
1416   if (elt->parent)
1417     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
1418   else
1419     return elt->element;
1420 }
1421
1422 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all
1423    instantiated elements under ELT to or from the equivalent structure
1424    rooted at EXPR.  COPY_OUT controls the direction of the copy, with
1425    true meaning to copy out of EXPR into ELT.  */
1426
1427 static void
1428 generate_copy_inout (struct sra_elt *elt, bool copy_out, tree expr,
1429                      tree *list_p)
1430 {
1431   struct sra_elt *c;
1432   tree t;
1433
1434   if (elt->replacement)
1435     {
1436       if (copy_out)
1437         t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, elt->replacement, expr);
1438       else
1439         t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, expr, elt->replacement);
1440       append_to_statement_list (t, list_p);
1441     }
1442   else
1443     {
1444       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1445         {
1446           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
1447           generate_copy_inout (c, copy_out, t, list_p);
1448         }
1449     }
1450 }
1451
1452 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
1453    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
1454    correspondence of instantiated elements.  */
1455
1456 static void
1457 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, tree *list_p)
1458 {
1459   struct sra_elt *dc, *sc;
1460
1461   for (dc = dst->children; dc ; dc = dc->sibling)
1462     {
1463       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
1464       if (sc == NULL)
1465         abort ();
1466       generate_element_copy (dc, sc, list_p);
1467     }
1468
1469   if (dst->replacement)
1470     {
1471       tree t;
1472
1473       if (src->replacement == NULL)
1474         abort ();
1475
1476       t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, dst->replacement,
1477                  src->replacement);
1478       append_to_statement_list (t, list_p);
1479     }
1480 }
1481
1482 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
1483    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
1484    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
1485    with generate_element_init.  */
1486
1487 static void
1488 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, tree *list_p)
1489 {
1490   struct sra_elt *c;
1491
1492   if (elt->visited)
1493     {
1494       elt->visited = false;
1495       return;
1496     }
1497
1498   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1499     generate_element_zero (c, list_p);
1500
1501   if (elt->replacement)
1502     {
1503       tree t;
1504
1505       if (elt->is_scalar)
1506         t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
1507       else
1508         /* We generated a replacement for a non-scalar?  */
1509         abort ();
1510
1511       t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, elt->replacement, t);
1512       append_to_statement_list (t, list_p);
1513     }
1514 }
1515
1516 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
1517    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
1518    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
1519    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
1520    handle.  */
1521
1522 static bool
1523 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
1524 {
1525   bool result = true;
1526   enum tree_code init_code;
1527   struct sra_elt *sub;
1528   tree t;
1529
1530   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
1531      conversion, which we strip off here.  */
1532   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
1533   init_code = TREE_CODE (init);
1534
1535   if (elt->is_scalar)
1536     {
1537       if (elt->replacement)
1538         {
1539           t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, elt->replacement, init);
1540           append_to_statement_list (t, list_p);
1541           elt->visited = true;
1542         }
1543       return result;
1544     }
1545
1546   switch (init_code)
1547     {
1548     case COMPLEX_CST:
1549     case COMPLEX_EXPR:
1550       for (sub = elt->children; sub ; sub = sub->sibling)
1551         {
1552           if (sub->element == integer_zero_node)
1553             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1554                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
1555           else
1556             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1557                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
1558           result &= generate_element_init (sub, t, list_p);
1559         }
1560       break;
1561
1562     case CONSTRUCTOR:
1563       for (t = CONSTRUCTOR_ELTS (init); t ; t = TREE_CHAIN (t))
1564         {
1565           sub = lookup_element (elt, TREE_PURPOSE (t), NULL, NO_INSERT);
1566           if (sub == NULL)
1567             continue;
1568           result &= generate_element_init (sub, TREE_VALUE (t), list_p);
1569         }
1570       break;
1571
1572     default:
1573       elt->visited = true;
1574       result = false;
1575     }
1576
1577   return result;
1578 }
1579
1580 /* Insert STMT on all the outgoing edges out of BB.  Note that if BB
1581    has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.  Also,
1582    abnormal edges will be ignored.  */
1583
1584 void
1585 insert_edge_copies (tree stmt, basic_block bb)
1586 {
1587   edge e;
1588   bool first_copy;
1589
1590   first_copy = true;
1591   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
1592     {
1593       /* We don't need to insert copies on abnormal edges.  The
1594          value of the scalar replacement is not guaranteed to
1595          be valid through an abnormal edge.  */
1596       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
1597         {
1598           if (first_copy)
1599             {
1600               bsi_insert_on_edge (e, stmt);
1601               first_copy = false;
1602             }
1603           else
1604             bsi_insert_on_edge (e, lhd_unsave_expr_now (stmt));
1605         }
1606     }
1607 }
1608
1609 /* Helper function to insert LIST before BSI, and set up line number info.  */
1610
1611 static void
1612 sra_insert_before (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1613 {
1614   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1615
1616   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1617     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1618   bsi_insert_before (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1619 }
1620
1621 /* Similarly, but insert after BSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
1622
1623 static void
1624 sra_insert_after (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1625 {
1626   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1627
1628   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1629     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1630
1631   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
1632     insert_edge_copies (list, bsi->bb);
1633   else
1634     bsi_insert_after (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1635 }
1636
1637 /* Similarly, but replace the statement at BSI.  */
1638
1639 static void
1640 sra_replace (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1641 {
1642   sra_insert_before (bsi, list);
1643   bsi_remove (bsi);
1644   if (bsi_end_p (*bsi))
1645     *bsi = bsi_last (bsi->bb);
1646   else
1647     bsi_prev (bsi);
1648 }
1649
1650 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
1651    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
1652    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
1653
1654 static void
1655 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi,
1656                bool is_output)
1657 {
1658   tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
1659
1660   if (elt->replacement)
1661     {
1662       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
1663          simple as modifying the existing statement in place.  */
1664       if (is_output)
1665         mark_all_v_defs (stmt);
1666       *expr_p = elt->replacement;
1667       modify_stmt (stmt);
1668     }
1669   else
1670     {
1671       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we want
1672          to store all (modified) sub-elements back into the structure before
1673          the reference takes place.  If ELT is being written, then we want to
1674          load the changed values back into our shadow variables.  */
1675       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
1676          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
1677          for which the values were last read.  If that number matches the
1678          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
1679          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
1680          a structure is passed as more than one argument to a function call.
1681          This optimization would be most effective if sra_walk_function
1682          processed the blocks in dominator order.  */
1683
1684       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &list);
1685       if (list == NULL)
1686         return;
1687       if (is_output)
1688         {
1689           mark_all_v_defs (expr_first (list));
1690           sra_insert_after (bsi, list);
1691         }
1692       else
1693         sra_insert_before (bsi, list);
1694     }
1695 }
1696
1697 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
1698    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
1699
1700 static void
1701 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1702                 block_stmt_iterator *bsi)
1703 {
1704   tree list, stmt;
1705
1706   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
1707     {
1708       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
1709       stmt = bsi_stmt (*bsi);
1710
1711 #ifdef ENABLE_CHECKING
1712       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
1713          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
1714       if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
1715         abort ();
1716 #endif
1717
1718       TREE_OPERAND (stmt, 0) = lhs_elt->replacement;
1719       TREE_OPERAND (stmt, 1) = rhs_elt->replacement;
1720       modify_stmt (stmt);
1721     }
1722   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
1723     {
1724       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
1725          to the original structure, leave the original assignment 
1726          statement (which will perform the block copy), then load the
1727          LHS values out of its now-updated original structure.  */
1728       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
1729          would at least allow those elements that are instantiated in
1730          both structures to be optimized well.  */
1731
1732       list = NULL;
1733       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
1734                            generate_element_ref (rhs_elt), &list);
1735       if (list)
1736         {
1737           mark_all_v_defs (expr_first (list));
1738           sra_insert_before (bsi, list);
1739         }
1740
1741       list = NULL;
1742       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
1743                            generate_element_ref (lhs_elt), &list);
1744       if (list)
1745         sra_insert_after (bsi, list);
1746     }
1747   else
1748     {
1749       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
1750          case perform pair-wise element assignments and replace the
1751          original block copy statement.  */
1752
1753       stmt = bsi_stmt (*bsi);
1754       mark_all_v_defs (stmt);
1755
1756       list = NULL;
1757       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &list);
1758       if (list == NULL)
1759         abort ();
1760       sra_replace (bsi, list);
1761     }
1762 }
1763
1764 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
1765    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
1766    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
1767    CONSTRUCTOR.  */
1768
1769 static void
1770 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, block_stmt_iterator *bsi)
1771 {
1772   bool result = true;
1773   tree list = NULL;
1774
1775   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
1776   if (rhs)
1777     result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &list);
1778
1779   /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
1780      a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
1781   generate_element_zero (lhs_elt, &list);
1782
1783   if (!result)
1784     {
1785       /* If we failed to convert the entire initializer, then we must
1786          leave the structure assignment in place and must load values
1787          from the structure into the slots for which we did not find
1788          constants.  The easiest way to do this is to generate a complete
1789          copy-out, and then follow that with the constant assignments
1790          that we were able to build.  DCE will clean things up.  */
1791       tree list0 = NULL;
1792       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
1793                            &list0);
1794       append_to_statement_list (list, &list0);
1795       list = list0;
1796     }
1797
1798   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
1799     {
1800       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
1801          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
1802          exposes constants to later optimizations.  */
1803       if (list)
1804         {
1805           mark_all_v_defs (expr_first (list));
1806           sra_insert_after (bsi, list);
1807         }
1808     }
1809   else
1810     {
1811       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
1812          replaces the original structure assignment.  */
1813       if (!list)
1814         abort ();
1815       mark_all_v_defs (bsi_stmt (*bsi));
1816       sra_replace (bsi, list);
1817     }
1818 }
1819
1820 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
1821    on all INDIRECT_REFs.  */
1822
1823 static tree
1824 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1825 {
1826   tree t = *tp;
1827
1828   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
1829     {
1830       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
1831       *walk_subtrees = 0;
1832     }
1833   else if (DECL_P (t) || TYPE_P (t))
1834     *walk_subtrees = 0;
1835
1836   return NULL;
1837 }
1838
1839 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
1840    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
1841    if ELT is on the left-hand side.  */
1842
1843 static void
1844 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
1845                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output)
1846 {
1847   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
1848   if (elt->replacement)
1849     abort ();
1850
1851   if (elt->use_block_copy)
1852     {
1853       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
1854          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
1855       scalarize_use (elt, NULL, bsi, is_output);
1856     }
1857   else
1858     {
1859       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
1860          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
1861          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
1862
1863       tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
1864
1865       mark_all_v_defs (stmt);
1866       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &list);
1867       if (list == NULL)
1868         abort ();
1869
1870       /* Preserve EH semantics.  */
1871       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
1872         {
1873           tree_stmt_iterator tsi;
1874           tree first;
1875
1876           /* Extract the first statement from LIST.  */
1877           tsi = tsi_start (list);
1878           first = tsi_stmt (tsi);
1879           tsi_delink (&tsi);
1880
1881           /* Replace the old statement with this new representative.  */
1882           bsi_replace (bsi, first, true);
1883           
1884           if (!tsi_end_p (tsi))
1885             {
1886               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
1887                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
1888                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
1889                  iterating over the remaining statements and set
1890                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
1891               do
1892                 {
1893                   walk_tree (tsi_stmt_ptr (tsi), mark_notrap, NULL, NULL);
1894                   tsi_next (&tsi);
1895                 }
1896               while (!tsi_end_p (tsi));
1897
1898               insert_edge_copies (list, bsi->bb);
1899             }
1900         }
1901       else
1902         sra_replace (bsi, list);
1903     }
1904 }
1905
1906 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
1907
1908 static void
1909 scalarize_parms (void)
1910 {
1911   tree list = NULL;
1912   size_t i;
1913
1914   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i,
1915     { 
1916       tree var = referenced_var (i);
1917       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1918       generate_copy_inout (elt, true, var, &list);
1919     });
1920
1921   if (list)
1922     insert_edge_copies (list, ENTRY_BLOCK_PTR);
1923 }
1924
1925 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
1926
1927 static void
1928 scalarize_function (void)
1929 {
1930   static const struct sra_walk_fns fns = {
1931     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
1932   };
1933
1934   sra_walk_function (&fns);
1935   scalarize_parms ();
1936   bsi_commit_edge_inserts (NULL);
1937 }
1938
1939 \f
1940 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
1941
1942 static void
1943 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
1944 {
1945   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1946     {
1947       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
1948       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
1949     }
1950   else
1951     {
1952       if (elt->parent)
1953         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
1954       if (DECL_P (elt->element))
1955         {
1956           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
1957             fputc ('.', f);
1958           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
1959         }
1960       else
1961         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
1962                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
1963     }
1964 }
1965
1966 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
1967
1968 void
1969 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
1970 {
1971   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
1972   fputc ('\n', stderr);
1973 }
1974
1975 /* Main entry point.  */
1976
1977 static void
1978 tree_sra (void)
1979 {
1980   /* Initialize local variables.  */
1981   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
1982   sra_candidates = BITMAP_XMALLOC ();
1983   needs_copy_in = BITMAP_XMALLOC ();
1984   sra_type_decomp_cache = BITMAP_XMALLOC ();
1985   sra_type_inst_cache = BITMAP_XMALLOC ();
1986   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
1987
1988   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
1989   if (find_candidates_for_sra ())
1990     {
1991       scan_function ();
1992       decide_instantiations ();
1993       scalarize_function ();
1994     }
1995
1996   /* Free allocated memory.  */
1997   htab_delete (sra_map);
1998   sra_map = NULL;
1999   BITMAP_XFREE (sra_candidates);
2000   BITMAP_XFREE (needs_copy_in);
2001   BITMAP_XFREE (sra_type_decomp_cache);
2002   BITMAP_XFREE (sra_type_inst_cache);
2003   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
2004 }
2005
2006 static bool
2007 gate_sra (void)
2008 {
2009   return flag_tree_sra != 0;
2010 }
2011
2012 struct tree_opt_pass pass_sra = 
2013 {
2014   "sra",                                /* name */
2015   gate_sra,                             /* gate */
2016   tree_sra,                             /* execute */
2017   NULL,                                 /* sub */
2018   NULL,                                 /* next */
2019   0,                                    /* static_pass_number */
2020   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
2021   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
2022   0,                                    /* properties_provided */
2023   0,                                    /* properties_destroyed */
2024   0,                                    /* todo_flags_start */
2025   TODO_dump_func | TODO_rename_vars
2026     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa  /* todo_flags_finish */
2027 };