OSDN Git Service

2010-04-20 Richard Guenther <rguenther@suse.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / bitmap.h
1 /* Functions to support general ended bitmaps.
2    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
3    2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #ifndef GCC_BITMAP_H
22 #define GCC_BITMAP_H
23 #include "hashtab.h"
24 #include "statistics.h"
25 #include "obstack.h"
26
27 /* Fundamental storage type for bitmap.  */
28
29 typedef unsigned long BITMAP_WORD;
30 /* BITMAP_WORD_BITS needs to be unsigned, but cannot contain casts as
31    it is used in preprocessor directives -- hence the 1u.  */
32 #define BITMAP_WORD_BITS (CHAR_BIT * SIZEOF_LONG * 1u)
33
34 /* Number of words to use for each element in the linked list.  */
35
36 #ifndef BITMAP_ELEMENT_WORDS
37 #define BITMAP_ELEMENT_WORDS ((128 + BITMAP_WORD_BITS - 1) / BITMAP_WORD_BITS)
38 #endif
39
40 /* Number of bits in each actual element of a bitmap.  */
41
42 #define BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS (BITMAP_ELEMENT_WORDS * BITMAP_WORD_BITS)
43
44 /* Obstack for allocating bitmaps and elements from.  */
45 typedef struct GTY (()) bitmap_obstack {
46   struct bitmap_element_def *elements;
47   struct bitmap_head_def *heads;
48   struct obstack GTY ((skip)) obstack;
49 } bitmap_obstack;
50
51 /* Bitmap set element.  We use a linked list to hold only the bits that
52    are set.  This allows for use to grow the bitset dynamically without
53    having to realloc and copy a giant bit array.
54
55    The free list is implemented as a list of lists.  There is one
56    outer list connected together by prev fields.  Each element of that
57    outer is an inner list (that may consist only of the outer list
58    element) that are connected by the next fields.  The prev pointer
59    is undefined for interior elements.  This allows
60    bitmap_elt_clear_from to be implemented in unit time rather than
61    linear in the number of elements to be freed.  */
62
63 typedef struct GTY(()) bitmap_element_def {
64   struct bitmap_element_def *next;              /* Next element.  */
65   struct bitmap_element_def *prev;              /* Previous element.  */
66   unsigned int indx;                    /* regno/BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS.  */
67   BITMAP_WORD bits[BITMAP_ELEMENT_WORDS]; /* Bits that are set.  */
68 } bitmap_element;
69
70 struct bitmap_descriptor;
71 /* Head of bitmap linked list.  gengtype ignores ifdefs, but for
72    statistics we need to add a bitmap descriptor pointer.  As it is
73    not collected, we can just GTY((skip)) it.   */
74
75 typedef struct GTY(()) bitmap_head_def {
76   bitmap_element *first;        /* First element in linked list.  */
77   bitmap_element *current;      /* Last element looked at.  */
78   unsigned int indx;            /* Index of last element looked at.  */
79   bitmap_obstack *obstack;      /* Obstack to allocate elements from.
80                                    If NULL, then use ggc_alloc.  */
81 #ifdef GATHER_STATISTICS
82   struct bitmap_descriptor GTY((skip)) *desc;
83 #endif
84 } bitmap_head;
85
86 /* Global data */
87 extern bitmap_element bitmap_zero_bits; /* Zero bitmap element */
88 extern bitmap_obstack bitmap_default_obstack;   /* Default bitmap obstack */
89
90 /* Clear a bitmap by freeing up the linked list.  */
91 extern void bitmap_clear (bitmap);
92
93 /* Copy a bitmap to another bitmap.  */
94 extern void bitmap_copy (bitmap, const_bitmap);
95
96 /* True if two bitmaps are identical.  */
97 extern bool bitmap_equal_p (const_bitmap, const_bitmap);
98
99 /* True if the bitmaps intersect (their AND is non-empty).  */
100 extern bool bitmap_intersect_p (const_bitmap, const_bitmap);
101
102 /* True if the complement of the second intersects the first (their
103    AND_COMPL is non-empty).  */
104 extern bool bitmap_intersect_compl_p (const_bitmap, const_bitmap);
105
106 /* True if MAP is an empty bitmap.  */
107 #define bitmap_empty_p(MAP) (!(MAP)->first)
108
109 /* True if the bitmap has only a single bit set.  */
110 extern bool bitmap_single_bit_set_p (const_bitmap);
111
112 /* Count the number of bits set in the bitmap.  */
113 extern unsigned long bitmap_count_bits (const_bitmap);
114
115 /* Boolean operations on bitmaps.  The _into variants are two operand
116    versions that modify the first source operand.  The other variants
117    are three operand versions that to not destroy the source bitmaps.
118    The operations supported are &, & ~, |, ^.  */
119 extern void bitmap_and (bitmap, const_bitmap, const_bitmap);
120 extern void bitmap_and_into (bitmap, const_bitmap);
121 extern bool bitmap_and_compl (bitmap, const_bitmap, const_bitmap);
122 extern bool bitmap_and_compl_into (bitmap, const_bitmap);
123 #define bitmap_compl_and(DST, A, B) bitmap_and_compl (DST, B, A)
124 extern void bitmap_compl_and_into (bitmap, const_bitmap);
125 extern void bitmap_clear_range (bitmap, unsigned int, unsigned int);
126 extern void bitmap_set_range (bitmap, unsigned int, unsigned int);
127 extern bool bitmap_ior (bitmap, const_bitmap, const_bitmap);
128 extern bool bitmap_ior_into (bitmap, const_bitmap);
129 extern void bitmap_xor (bitmap, const_bitmap, const_bitmap);
130 extern void bitmap_xor_into (bitmap, const_bitmap);
131
132 /* DST = A | (B & C).  Return true if DST changes.  */
133 extern bool bitmap_ior_and_into (bitmap DST, const_bitmap B, const_bitmap C);
134 /* DST = A | (B & ~C).  Return true if DST changes.  */
135 extern bool bitmap_ior_and_compl (bitmap DST, const_bitmap A, const_bitmap B, const_bitmap C);
136 /* A |= (B & ~C).  Return true if A changes.  */
137 extern bool bitmap_ior_and_compl_into (bitmap DST, const_bitmap B, const_bitmap C);
138
139 /* Clear a single bit in a bitmap.  Return true if the bit changed.  */
140 extern bool bitmap_clear_bit (bitmap, int);
141
142 /* Set a single bit in a bitmap.  Return true if the bit changed.  */
143 extern bool bitmap_set_bit (bitmap, int);
144
145 /* Return true if a register is set in a register set.  */
146 extern int bitmap_bit_p (bitmap, int);
147
148 /* Debug functions to print a bitmap linked list.  */
149 extern void debug_bitmap (const_bitmap);
150 extern void debug_bitmap_file (FILE *, const_bitmap);
151
152 /* Print a bitmap.  */
153 extern void bitmap_print (FILE *, const_bitmap, const char *, const char *);
154
155 /* Initialize and release a bitmap obstack.  */
156 extern void bitmap_obstack_initialize (bitmap_obstack *);
157 extern void bitmap_obstack_release (bitmap_obstack *);
158 extern void bitmap_register (bitmap MEM_STAT_DECL);
159 extern void dump_bitmap_statistics (void);
160
161 /* Initialize a bitmap header.  OBSTACK indicates the bitmap obstack
162    to allocate from, NULL for GC'd bitmap.  */
163
164 static inline void
165 bitmap_initialize_stat (bitmap head, bitmap_obstack *obstack MEM_STAT_DECL)
166 {
167   head->first = head->current = NULL;
168   head->obstack = obstack;
169 #ifdef GATHER_STATISTICS
170   bitmap_register (head PASS_MEM_STAT);
171 #endif
172 }
173 #define bitmap_initialize(h,o) bitmap_initialize_stat (h,o MEM_STAT_INFO)
174
175 /* Allocate and free bitmaps from obstack, malloc and gc'd memory.  */
176 extern bitmap bitmap_obstack_alloc_stat (bitmap_obstack *obstack MEM_STAT_DECL);
177 #define bitmap_obstack_alloc(t) bitmap_obstack_alloc_stat (t MEM_STAT_INFO)
178 extern bitmap bitmap_gc_alloc_stat (ALONE_MEM_STAT_DECL);
179 #define bitmap_gc_alloc() bitmap_gc_alloc_stat (ALONE_MEM_STAT_INFO)
180 extern void bitmap_obstack_free (bitmap);
181
182 /* A few compatibility/functions macros for compatibility with sbitmaps */
183 #define dump_bitmap(file, bitmap) bitmap_print (file, bitmap, "", "\n")
184 #define bitmap_zero(a) bitmap_clear (a)
185 extern unsigned bitmap_first_set_bit (const_bitmap);
186 extern unsigned bitmap_last_set_bit (const_bitmap);
187
188 /* Compute bitmap hash (for purposes of hashing etc.)  */
189 extern hashval_t bitmap_hash(const_bitmap);
190
191 /* Allocate a bitmap from a bit obstack.  */
192 #define BITMAP_ALLOC(OBSTACK) bitmap_obstack_alloc (OBSTACK)
193
194 /* Allocate a gc'd bitmap.  */
195 #define BITMAP_GGC_ALLOC() bitmap_gc_alloc ()
196
197 /* Do any cleanup needed on a bitmap when it is no longer used.  */
198 #define BITMAP_FREE(BITMAP) \
199        ((void) (bitmap_obstack_free ((bitmap) BITMAP), (BITMAP) = (bitmap) NULL))
200
201 /* Iterator for bitmaps.  */
202
203 typedef struct
204 {
205   /* Pointer to the current bitmap element.  */
206   bitmap_element *elt1;
207
208   /* Pointer to 2nd bitmap element when two are involved.  */
209   bitmap_element *elt2;
210
211   /* Word within the current element.  */
212   unsigned word_no;
213
214   /* Contents of the actually processed word.  When finding next bit
215      it is shifted right, so that the actual bit is always the least
216      significant bit of ACTUAL.  */
217   BITMAP_WORD bits;
218 } bitmap_iterator;
219
220 /* Initialize a single bitmap iterator.  START_BIT is the first bit to
221    iterate from.  */
222
223 static inline void
224 bmp_iter_set_init (bitmap_iterator *bi, const_bitmap map,
225                    unsigned start_bit, unsigned *bit_no)
226 {
227   bi->elt1 = map->first;
228   bi->elt2 = NULL;
229
230   /* Advance elt1 until it is not before the block containing start_bit.  */
231   while (1)
232     {
233       if (!bi->elt1)
234         {
235           bi->elt1 = &bitmap_zero_bits;
236           break;
237         }
238
239       if (bi->elt1->indx >= start_bit / BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS)
240         break;
241       bi->elt1 = bi->elt1->next;
242     }
243
244   /* We might have gone past the start bit, so reinitialize it.  */
245   if (bi->elt1->indx != start_bit / BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS)
246     start_bit = bi->elt1->indx * BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS;
247
248   /* Initialize for what is now start_bit.  */
249   bi->word_no = start_bit / BITMAP_WORD_BITS % BITMAP_ELEMENT_WORDS;
250   bi->bits = bi->elt1->bits[bi->word_no];
251   bi->bits >>= start_bit % BITMAP_WORD_BITS;
252
253   /* If this word is zero, we must make sure we're not pointing at the
254      first bit, otherwise our incrementing to the next word boundary
255      will fail.  It won't matter if this increment moves us into the
256      next word.  */
257   start_bit += !bi->bits;
258
259   *bit_no = start_bit;
260 }
261
262 /* Initialize an iterator to iterate over the intersection of two
263    bitmaps.  START_BIT is the bit to commence from.  */
264
265 static inline void
266 bmp_iter_and_init (bitmap_iterator *bi, const_bitmap map1, const_bitmap map2,
267                    unsigned start_bit, unsigned *bit_no)
268 {
269   bi->elt1 = map1->first;
270   bi->elt2 = map2->first;
271
272   /* Advance elt1 until it is not before the block containing
273      start_bit.  */
274   while (1)
275     {
276       if (!bi->elt1)
277         {
278           bi->elt2 = NULL;
279           break;
280         }
281
282       if (bi->elt1->indx >= start_bit / BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS)
283         break;
284       bi->elt1 = bi->elt1->next;
285     }
286
287   /* Advance elt2 until it is not before elt1.  */
288   while (1)
289     {
290       if (!bi->elt2)
291         {
292           bi->elt1 = bi->elt2 = &bitmap_zero_bits;
293           break;
294         }
295
296       if (bi->elt2->indx >= bi->elt1->indx)
297         break;
298       bi->elt2 = bi->elt2->next;
299     }
300
301   /* If we're at the same index, then we have some intersecting bits.  */
302   if (bi->elt1->indx == bi->elt2->indx)
303     {
304       /* We might have advanced beyond the start_bit, so reinitialize
305          for that.  */
306       if (bi->elt1->indx != start_bit / BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS)
307         start_bit = bi->elt1->indx * BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS;
308
309       bi->word_no = start_bit / BITMAP_WORD_BITS % BITMAP_ELEMENT_WORDS;
310       bi->bits = bi->elt1->bits[bi->word_no] & bi->elt2->bits[bi->word_no];
311       bi->bits >>= start_bit % BITMAP_WORD_BITS;
312     }
313   else
314     {
315       /* Otherwise we must immediately advance elt1, so initialize for
316          that.  */
317       bi->word_no = BITMAP_ELEMENT_WORDS - 1;
318       bi->bits = 0;
319     }
320
321   /* If this word is zero, we must make sure we're not pointing at the
322      first bit, otherwise our incrementing to the next word boundary
323      will fail.  It won't matter if this increment moves us into the
324      next word.  */
325   start_bit += !bi->bits;
326
327   *bit_no = start_bit;
328 }
329
330 /* Initialize an iterator to iterate over the bits in MAP1 & ~MAP2.
331    */
332
333 static inline void
334 bmp_iter_and_compl_init (bitmap_iterator *bi, const_bitmap map1, const_bitmap map2,
335                          unsigned start_bit, unsigned *bit_no)
336 {
337   bi->elt1 = map1->first;
338   bi->elt2 = map2->first;
339
340   /* Advance elt1 until it is not before the block containing start_bit.  */
341   while (1)
342     {
343       if (!bi->elt1)
344         {
345           bi->elt1 = &bitmap_zero_bits;
346           break;
347         }
348
349       if (bi->elt1->indx >= start_bit / BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS)
350         break;
351       bi->elt1 = bi->elt1->next;
352     }
353
354   /* Advance elt2 until it is not before elt1.  */
355   while (bi->elt2 && bi->elt2->indx < bi->elt1->indx)
356     bi->elt2 = bi->elt2->next;
357
358   /* We might have advanced beyond the start_bit, so reinitialize for
359      that.  */
360   if (bi->elt1->indx != start_bit / BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS)
361     start_bit = bi->elt1->indx * BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS;
362
363   bi->word_no = start_bit / BITMAP_WORD_BITS % BITMAP_ELEMENT_WORDS;
364   bi->bits = bi->elt1->bits[bi->word_no];
365   if (bi->elt2 && bi->elt1->indx == bi->elt2->indx)
366     bi->bits &= ~bi->elt2->bits[bi->word_no];
367   bi->bits >>= start_bit % BITMAP_WORD_BITS;
368
369   /* If this word is zero, we must make sure we're not pointing at the
370      first bit, otherwise our incrementing to the next word boundary
371      will fail.  It won't matter if this increment moves us into the
372      next word.  */
373   start_bit += !bi->bits;
374
375   *bit_no = start_bit;
376 }
377
378 /* Advance to the next bit in BI.  We don't advance to the next
379    nonzero bit yet.  */
380
381 static inline void
382 bmp_iter_next (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
383 {
384   bi->bits >>= 1;
385   *bit_no += 1;
386 }
387
388 /* Advance to the next nonzero bit of a single bitmap, we will have
389    already advanced past the just iterated bit.  Return true if there
390    is a bit to iterate.  */
391
392 static inline bool
393 bmp_iter_set (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
394 {
395   /* If our current word is nonzero, it contains the bit we want.  */
396   if (bi->bits)
397     {
398     next_bit:
399       while (!(bi->bits & 1))
400         {
401           bi->bits >>= 1;
402           *bit_no += 1;
403         }
404       return true;
405     }
406
407   /* Round up to the word boundary.  We might have just iterated past
408      the end of the last word, hence the -1.  It is not possible for
409      bit_no to point at the beginning of the now last word.  */
410   *bit_no = ((*bit_no + BITMAP_WORD_BITS - 1)
411              / BITMAP_WORD_BITS * BITMAP_WORD_BITS);
412   bi->word_no++;
413
414   while (1)
415     {
416       /* Find the next nonzero word in this elt.  */
417       while (bi->word_no != BITMAP_ELEMENT_WORDS)
418         {
419           bi->bits = bi->elt1->bits[bi->word_no];
420           if (bi->bits)
421             goto next_bit;
422           *bit_no += BITMAP_WORD_BITS;
423           bi->word_no++;
424         }
425
426       /* Advance to the next element.  */
427       bi->elt1 = bi->elt1->next;
428       if (!bi->elt1)
429         return false;
430       *bit_no = bi->elt1->indx * BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS;
431       bi->word_no = 0;
432     }
433 }
434
435 /* Advance to the next nonzero bit of an intersecting pair of
436    bitmaps.  We will have already advanced past the just iterated bit.
437    Return true if there is a bit to iterate.  */
438
439 static inline bool
440 bmp_iter_and (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
441 {
442   /* If our current word is nonzero, it contains the bit we want.  */
443   if (bi->bits)
444     {
445     next_bit:
446       while (!(bi->bits & 1))
447         {
448           bi->bits >>= 1;
449           *bit_no += 1;
450         }
451       return true;
452     }
453
454   /* Round up to the word boundary.  We might have just iterated past
455      the end of the last word, hence the -1.  It is not possible for
456      bit_no to point at the beginning of the now last word.  */
457   *bit_no = ((*bit_no + BITMAP_WORD_BITS - 1)
458              / BITMAP_WORD_BITS * BITMAP_WORD_BITS);
459   bi->word_no++;
460
461   while (1)
462     {
463       /* Find the next nonzero word in this elt.  */
464       while (bi->word_no != BITMAP_ELEMENT_WORDS)
465         {
466           bi->bits = bi->elt1->bits[bi->word_no] & bi->elt2->bits[bi->word_no];
467           if (bi->bits)
468             goto next_bit;
469           *bit_no += BITMAP_WORD_BITS;
470           bi->word_no++;
471         }
472
473       /* Advance to the next identical element.  */
474       do
475         {
476           /* Advance elt1 while it is less than elt2.  We always want
477              to advance one elt.  */
478           do
479             {
480               bi->elt1 = bi->elt1->next;
481               if (!bi->elt1)
482                 return false;
483             }
484           while (bi->elt1->indx < bi->elt2->indx);
485
486           /* Advance elt2 to be no less than elt1.  This might not
487              advance.  */
488           while (bi->elt2->indx < bi->elt1->indx)
489             {
490               bi->elt2 = bi->elt2->next;
491               if (!bi->elt2)
492                 return false;
493             }
494         }
495       while (bi->elt1->indx != bi->elt2->indx);
496
497       *bit_no = bi->elt1->indx * BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS;
498       bi->word_no = 0;
499     }
500 }
501
502 /* Advance to the next nonzero bit in the intersection of
503    complemented bitmaps.  We will have already advanced past the just
504    iterated bit.  */
505
506 static inline bool
507 bmp_iter_and_compl (bitmap_iterator *bi, unsigned *bit_no)
508 {
509   /* If our current word is nonzero, it contains the bit we want.  */
510   if (bi->bits)
511     {
512     next_bit:
513       while (!(bi->bits & 1))
514         {
515           bi->bits >>= 1;
516           *bit_no += 1;
517         }
518       return true;
519     }
520
521   /* Round up to the word boundary.  We might have just iterated past
522      the end of the last word, hence the -1.  It is not possible for
523      bit_no to point at the beginning of the now last word.  */
524   *bit_no = ((*bit_no + BITMAP_WORD_BITS - 1)
525              / BITMAP_WORD_BITS * BITMAP_WORD_BITS);
526   bi->word_no++;
527
528   while (1)
529     {
530       /* Find the next nonzero word in this elt.  */
531       while (bi->word_no != BITMAP_ELEMENT_WORDS)
532         {
533           bi->bits = bi->elt1->bits[bi->word_no];
534           if (bi->elt2 && bi->elt2->indx == bi->elt1->indx)
535             bi->bits &= ~bi->elt2->bits[bi->word_no];
536           if (bi->bits)
537             goto next_bit;
538           *bit_no += BITMAP_WORD_BITS;
539           bi->word_no++;
540         }
541
542       /* Advance to the next element of elt1.  */
543       bi->elt1 = bi->elt1->next;
544       if (!bi->elt1)
545         return false;
546
547       /* Advance elt2 until it is no less than elt1.  */
548       while (bi->elt2 && bi->elt2->indx < bi->elt1->indx)
549         bi->elt2 = bi->elt2->next;
550
551       *bit_no = bi->elt1->indx * BITMAP_ELEMENT_ALL_BITS;
552       bi->word_no = 0;
553     }
554 }
555
556 /* Loop over all bits set in BITMAP, starting with MIN and setting
557    BITNUM to the bit number.  ITER is a bitmap iterator.  BITNUM
558    should be treated as a read-only variable as it contains loop
559    state.  */
560
561 #define EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP(BITMAP, MIN, BITNUM, ITER)             \
562   for (bmp_iter_set_init (&(ITER), (BITMAP), (MIN), &(BITNUM));         \
563        bmp_iter_set (&(ITER), &(BITNUM));                               \
564        bmp_iter_next (&(ITER), &(BITNUM)))
565
566 /* Loop over all the bits set in BITMAP1 & BITMAP2, starting with MIN
567    and setting BITNUM to the bit number.  ITER is a bitmap iterator.
568    BITNUM should be treated as a read-only variable as it contains
569    loop state.  */
570
571 #define EXECUTE_IF_AND_IN_BITMAP(BITMAP1, BITMAP2, MIN, BITNUM, ITER)   \
572   for (bmp_iter_and_init (&(ITER), (BITMAP1), (BITMAP2), (MIN),         \
573                           &(BITNUM));                                   \
574        bmp_iter_and (&(ITER), &(BITNUM));                               \
575        bmp_iter_next (&(ITER), &(BITNUM)))
576
577 /* Loop over all the bits set in BITMAP1 & ~BITMAP2, starting with MIN
578    and setting BITNUM to the bit number.  ITER is a bitmap iterator.
579    BITNUM should be treated as a read-only variable as it contains
580    loop state.  */
581
582 #define EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP(BITMAP1, BITMAP2, MIN, BITNUM, ITER) \
583   for (bmp_iter_and_compl_init (&(ITER), (BITMAP1), (BITMAP2), (MIN),   \
584                                 &(BITNUM));                             \
585        bmp_iter_and_compl (&(ITER), &(BITNUM));                         \
586        bmp_iter_next (&(ITER), &(BITNUM)))
587
588 #endif /* GCC_BITMAP_H */