OSDN Git Service

gcc/ada/
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / df-core.c
1 /* Allocation for dataflow support routines.
2    Copyright (C) 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Originally contributed by Michael P. Hayes 
5              (m.hayes@elec.canterbury.ac.nz, mhayes@redhat.com)
6    Major rewrite contributed by Danny Berlin (dberlin@dberlin.org)
7              and Kenneth Zadeck (zadeck@naturalbridge.com).
8
9 This file is part of GCC.
10
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
15
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
20
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
24
25 /*
26 OVERVIEW:
27
28 The files in this collection (df*.c,df.h) provide a general framework
29 for solving dataflow problems.  The global dataflow is performed using
30 a good implementation of iterative dataflow analysis.
31
32 The file df-problems.c provides problem instance for the most common
33 dataflow problems: reaching defs, upward exposed uses, live variables,
34 uninitialized variables, def-use chains, and use-def chains.  However,
35 the interface allows other dataflow problems to be defined as well.
36
37 Dataflow analysis is available in most of the rtl backend (the parts
38 between pass_df_initialize and pass_df_finish).  It is quite likely
39 that these boundaries will be expanded in the future.  The only
40 requirement is that there be a correct control flow graph.
41
42 There are three variations of the live variable problem that are
43 available whenever dataflow is available.  The LR problem finds the
44 areas that can reach a use of a variable, the UR problems finds the
45 areas tha can be reached from a definition of a variable.  The LIVE
46 problem finds the intersection of these two areas.  
47
48 There are several optional problems.  These can be enabled when they
49 are needed and disabled when they are not needed.
50
51 Dataflow problems are generally solved in three layers.  The bottom
52 layer is called scanning where a data structure is built for each rtl
53 insn that describes the set of defs and uses of that insn.  Scanning
54 is generally kept up to date, i.e. as the insns changes, the scanned
55 version of that insn changes also.  There are various mechanisms for
56 making this happen and are described in the INCREMENTAL SCANNING
57 section.
58
59 In the middle layer, basic blocks are scanned to produce transfer
60 functions which describe the effects of that block on the a global
61 dataflow solution.  The transfer functions are only rebuilt if the
62 some instruction within the block has changed.  
63
64 The top layer is the dataflow solution itself.  The dataflow solution
65 is computed by using an efficient iterative solver and the transfer
66 functions.  The dataflow solution must be recomputed whenever the
67 control changes or if one of the transfer function changes.
68
69
70 USAGE:
71
72 Here is an example of using the dataflow routines.
73
74       df_[ru,rd,urec,ri,chain]_add_problem (flags);
75
76       df_set_blocks (blocks);
77
78       df_analyze ();
79
80       df_dump (stderr);
81
82       df_finish_pass (false);
83
84 DF_[ru,rd,urec,ri,chain]_ADD_PROBLEM adds a problem, defined by an
85 instance to struct df_problem, to the set of problems solved in this
86 instance of df.  All calls to add a problem for a given instance of df
87 must occur before the first call to DF_ANALYZE.
88
89 Problems can be dependent on other problems.  For instance, solving
90 def-use or use-def chains is dependent on solving reaching
91 definitions. As long as these dependencies are listed in the problem
92 definition, the order of adding the problems is not material.
93 Otherwise, the problems will be solved in the order of calls to
94 df_add_problem.  Note that it is not necessary to have a problem.  In
95 that case, df will just be used to do the scanning.
96
97
98
99 DF_SET_BLOCKS is an optional call used to define a region of the
100 function on which the analysis will be performed.  The normal case is
101 to analyze the entire function and no call to df_set_blocks is made.
102 DF_SET_BLOCKS only effects the blocks that are effected when computing
103 the transfer functions and final solution.  The insn level information
104 is always kept up to date.
105
106 When a subset is given, the analysis behaves as if the function only
107 contains those blocks and any edges that occur directly between the
108 blocks in the set.  Care should be taken to call df_set_blocks right
109 before the call to analyze in order to eliminate the possibility that
110 optimizations that reorder blocks invalidate the bitvector.
111
112 DF_ANALYZE causes all of the defined problems to be (re)solved.  When
113 DF_ANALYZE is completes, the IN and OUT sets for each basic block
114 contain the computer information.  The DF_*_BB_INFO macros can be used
115 to access these bitvectors.  All deferred rescannings are down before
116 the transfer functions are recomputed.
117
118 DF_DUMP can then be called to dump the information produce to some
119 file.  This calls DF_DUMP_START, to print the information that is not
120 basic block specific, and then calls DF_DUMP_TOP and DF_DUMP_BOTTOM
121 for each block to print the basic specific information.  These parts
122 can all be called separately as part of a larger dump function.
123
124
125 DF_FINISH_PASS causes df_remove_problem to be called on all of the
126 optional problems.  It also causes any insns whose scanning has been
127 deferred to be rescanned as well as clears all of the changeable flags.
128 Setting the pass manager TODO_df_finish flag causes this function to
129 be run.  However, the pass manager will call df_finish_pass AFTER the
130 pass dumping has been done, so if you want to see the results of the
131 optional problems in the pass dumps, use the TODO flag rather than
132 calling the function yourself.
133
134 INCREMENTAL SCANNING
135
136 There are four ways of doing the incremental scanning:
137
138 1) Immediate rescanning - Calls to df_insn_rescan, df_notes_rescan,
139    df_bb_delete, df_insn_change_bb have been added to most of
140    the low level service functions that maintain the cfg and change
141    rtl.  Calling and of these routines many cause some number of insns
142    to be rescanned.
143
144    For most modern rtl passes, this is certainly the easiest way to
145    manage rescanning the insns.  This technique also has the advantage
146    that the scanning information is always correct and can be relied
147    upon even after changes have been made to the instructions.  This
148    technique is contra indicated in several cases:
149
150    a) If def-use chains OR use-def chains (but not both) are built,
151       using this is SIMPLY WRONG.  The problem is that when a ref is
152       deleted that is the target of an edge, there is not enough
153       information to efficiently find the source of the edge and
154       delete the edge.  This leaves a dangling reference that may
155       cause problems.
156
157    b) If def-use chains AND use-def chains are built, this may
158       produce unexpected results.  The problem is that the incremental
159       scanning of an insn does not know how to repair the chains that
160       point into an insn when the insn changes.  So the incremental
161       scanning just deletes the chains that enter and exit the insn
162       being changed.  The dangling reference issue in (a) is not a
163       problem here, but if the pass is depending on the chains being
164       maintained after insns have been modified, this technique will
165       not do the correct thing.
166
167    c) If the pass modifies insns several times, this incremental
168       updating may be expensive.
169
170    d) If the pass modifies all of the insns, as does register
171       allocation, it is simply better to rescan the entire function.
172
173    e) If the pass uses either non-standard or ancient techniques to
174       modify insns, automatic detection of the insns that need to be
175       rescanned may be impractical.  Cse and regrename fall into this
176       category.
177
178 2) Deferred rescanning - Calls to df_insn_rescan, df_notes_rescan, and
179    df_insn_delete do not immediately change the insn but instead make
180    a note that the insn needs to be rescanned.  The next call to
181    df_analyze, df_finish_pass, or df_process_deferred_rescans will
182    cause all of the pending rescans to be processed.
183
184    This is the technique of choice if either 1a, 1b, or 1c are issues
185    in the pass.  In the case of 1a or 1b, a call to df_remove_problem
186    (df_chain) should be made before the next call to df_analyze or
187    df_process_deferred_rescans.
188
189    To enable this mode, call df_set_flags (DF_DEFER_INSN_RESCAN).
190    (This mode can be cleared by calling df_clear_flags
191    (DF_DEFER_INSN_RESCAN) but this does not cause the deferred insns to
192    be rescanned.
193
194    3) Total rescanning - In this mode the rescanning is disabled.
195    However, the df information associated with deleted insn is delete
196    at the time the insn is deleted.  At the end of the pass, a call
197    must be made to df_insn_rescan_all.  This method is used by the
198    register allocator since it generally changes each insn multiple
199    times (once for each ref) and does not need to make use of the
200    updated scanning information.
201
202    It is also currently used by two older passes (cse, and regrename)
203    which change insns in hard to track ways.  It is hoped that this
204    will be fixed soon since this it is expensive to rescan all of the
205    insns when only a small number of them have really changed.
206
207 4) Do it yourself - In this mechanism, the pass updates the insns
208    itself using the low level df primitives.  Currently no pass does
209    this, but it has the advantage that it is quite efficient given
210    that the pass generally has exact knowledge of what it is changing.  
211
212 DATA STRUCTURES
213
214 Scanning produces a `struct df_ref' data structure (ref) is allocated
215 for every register reference (def or use) and this records the insn
216 and bb the ref is found within.  The refs are linked together in
217 chains of uses and defs for each insn and for each register.  Each ref
218 also has a chain field that links all the use refs for a def or all
219 the def refs for a use.  This is used to create use-def or def-use
220 chains.
221
222 Different optimizations have different needs.  Ultimately, only
223 register allocation and schedulers should be using the bitmaps
224 produced for the live register and uninitialized register problems.
225 The rest of the backend should be upgraded to using and maintaining
226 the linked information such as def use or use def chains.
227
228
229 PHILOSOPHY:
230
231 While incremental bitmaps are not worthwhile to maintain, incremental
232 chains may be perfectly reasonable.  The fastest way to build chains
233 from scratch or after significant modifications is to build reaching
234 definitions (RD) and build the chains from this.
235
236 However, general algorithms for maintaining use-def or def-use chains
237 are not practical.  The amount of work to recompute the chain any
238 chain after an arbitrary change is large.  However, with a modest
239 amount of work it is generally possible to have the application that
240 uses the chains keep them up to date.  The high level knowledge of
241 what is really happening is essential to crafting efficient
242 incremental algorithms.
243
244 As for the bit vector problems, there is no interface to give a set of
245 blocks over with to resolve the iteration.  In general, restarting a
246 dataflow iteration is difficult and expensive.  Again, the best way to
247 keep the dataflow information up to data (if this is really what is
248 needed) it to formulate a problem specific solution.
249
250 There are fine grained calls for creating and deleting references from
251 instructions in df-scan.c.  However, these are not currently connected
252 to the engine that resolves the dataflow equations.
253
254
255 DATA STRUCTURES:
256
257 The basic object is a DF_REF (reference) and this may either be a 
258 DEF (definition) or a USE of a register.
259
260 These are linked into a variety of lists; namely reg-def, reg-use,
261 insn-def, insn-use, def-use, and use-def lists.  For example, the
262 reg-def lists contain all the locations that define a given register
263 while the insn-use lists contain all the locations that use a
264 register.
265
266 Note that the reg-def and reg-use chains are generally short for
267 pseudos and long for the hard registers.
268
269 ACCESSING INSNS:
270
271 1) The df insn information is kept in the insns array.  This array is
272    indexed by insn uid.  
273
274 2) Each insn has three sets of refs: They are linked into one of three
275    lists: the insn's defs list (accessed by the DF_INSN_DEFS or
276    DF_INSN_UID_DEFS macros), the insn's uses list (accessed by the
277    DF_INSN_USES or DF_INSN_UID_USES macros) or the insn's eq_uses list
278    (accessed by the DF_INSN_EQ_USES or DF_INSN_UID_EQ_USES macros).
279    The latter list are the list of references in REG_EQUAL or
280    REG_EQUIV notes.  These macros produce a ref (or NULL), the rest of
281    the list can be obtained by traversal of the NEXT_REF field
282    (accessed by the DF_REF_NEXT_REF macro.)  There is no significance
283    to the ordering of the uses or refs in an instruction.
284
285 3) Each insn has a logical uid field (LUID).  When properly set, this
286    is an integer that numbers each insn in the basic block, in order from
287    the start of the block.  The numbers are only correct after a call to
288    df_analyse.  They will rot after insns are added deleted or moved
289    around.
290
291 ACCESSING REFS:
292
293 There are 4 ways to obtain access to refs:
294
295 1) References are divided into two categories, REAL and ARTIFICIAL.
296
297    REAL refs are associated with instructions.  
298
299    ARTIFICIAL refs are associated with basic blocks.  The heads of
300    these lists can be accessed by calling df_get_artificial_defs or
301    df_get_artificial_uses for the particular basic block.  
302  
303    Artificial defs and uses occur both at the beginning and ends of blocks.
304
305      For blocks that area at the destination of eh edges, the
306      artificial uses and defs occur at the beginning.  The defs relate
307      to the registers specified in EH_RETURN_DATA_REGNO and the uses
308      relate to the registers specified in ED_USES.  Logically these
309      defs and uses should really occur along the eh edge, but there is
310      no convenient way to do this.  Artificial edges that occur at the
311      beginning of the block have the DF_REF_AT_TOP flag set.
312
313      Artificial uses occur at the end of all blocks.  These arise from
314      the hard registers that are always live, such as the stack
315      register and are put there to keep the code from forgetting about
316      them.
317
318      Artificial defs occur at the end of the entry block.  These arise
319      from registers that are live at entry to the function.
320
321 2) There are three types of refs: defs, uses and eq_uses.  (Eq_uses are 
322    uses that appear inside a REG_EQUAL or REG_EQUIV note.)
323
324    All of the eq_uses, uses and defs associated with each pseudo or
325    hard register may be linked in a bidirectional chain.  These are
326    called reg-use or reg_def chains.  If the changeable flag
327    DF_EQ_NOTES is set when the chains are built, the eq_uses will be
328    treated like uses.  If it is not set they are ignored.  
329
330    The first use, eq_use or def for a register can be obtained using
331    the DF_REG_USE_CHAIN, DF_REG_EQ_USE_CHAIN or DF_REG_DEF_CHAIN
332    macros.  Subsequent uses for the same regno can be obtained by
333    following the next_reg field of the ref.  The number of elements in
334    each of the chains can be found by using the DF_REG_USE_COUNT,
335    DF_REG_EQ_USE_COUNT or DF_REG_DEF_COUNT macros.
336
337    In previous versions of this code, these chains were ordered.  It
338    has not been practical to continue this practice.
339
340 3) If def-use or use-def chains are built, these can be traversed to
341    get to other refs.  If the flag DF_EQ_NOTES has been set, the chains
342    include the eq_uses.  Otherwise these are ignored when building the
343    chains.
344
345 4) An array of all of the uses (and an array of all of the defs) can
346
347    be built.  These arrays are indexed by the value in the id
348    structure.  These arrays are only lazily kept up to date, and that
349    process can be expensive.  To have these arrays built, call
350    df_reorganize_defs or df_reorganize_uses.  If the flag DF_EQ_NOTES
351    has been set the array will contain the eq_uses.  Otherwise these
352    are ignored when building the array and assigning the ids.  Note
353    that the values in the id field of a ref may change across calls to
354    df_analyze or df_reorganize_defs or df_reorganize_uses. 
355
356    If the only use of this array is to find all of the refs, it is
357    better to traverse all of the registers and then traverse all of
358    reg-use or reg-def chains.
359
360 NOTES:
361  
362 Embedded addressing side-effects, such as POST_INC or PRE_INC, generate
363 both a use and a def.  These are both marked read/write to show that they
364 are dependent. For example, (set (reg 40) (mem (post_inc (reg 42))))
365 will generate a use of reg 42 followed by a def of reg 42 (both marked
366 read/write).  Similarly, (set (reg 40) (mem (pre_dec (reg 41))))
367 generates a use of reg 41 then a def of reg 41 (both marked read/write),
368 even though reg 41 is decremented before it is used for the memory
369 address in this second example.
370
371 A set to a REG inside a ZERO_EXTRACT, or a set to a non-paradoxical SUBREG
372 for which the number of word_mode units covered by the outer mode is
373 smaller than that covered by the inner mode, invokes a read-modify-write.
374 operation.  We generate both a use and a def and again mark them
375 read/write.
376
377 Paradoxical subreg writes do not leave a trace of the old content, so they
378 are write-only operations.  
379 */
380
381
382 #include "config.h"
383 #include "system.h"
384 #include "coretypes.h"
385 #include "tm.h"
386 #include "rtl.h"
387 #include "tm_p.h"
388 #include "insn-config.h"
389 #include "recog.h"
390 #include "function.h"
391 #include "regs.h"
392 #include "output.h"
393 #include "alloc-pool.h"
394 #include "flags.h"
395 #include "hard-reg-set.h"
396 #include "basic-block.h"
397 #include "sbitmap.h"
398 #include "bitmap.h"
399 #include "timevar.h"
400 #include "df.h"
401 #include "tree-pass.h"
402
403 static void *df_get_bb_info (struct dataflow *, unsigned int);
404 static void df_set_bb_info (struct dataflow *, unsigned int, void *);
405 #ifdef DF_DEBUG_CFG
406 static void df_set_clean_cfg (void);
407 #endif
408
409 /* An obstack for bitmap not related to specific dataflow problems.
410    This obstack should e.g. be used for bitmaps with a short life time
411    such as temporary bitmaps.  */
412
413 bitmap_obstack df_bitmap_obstack;
414
415
416 /*----------------------------------------------------------------------------
417   Functions to create, destroy and manipulate an instance of df.
418 ----------------------------------------------------------------------------*/
419
420 struct df *df;
421
422 /* Add PROBLEM (and any dependent problems) to the DF instance.  */
423
424 void
425 df_add_problem (struct df_problem *problem)
426 {
427   struct dataflow *dflow;
428   int i;
429
430   /* First try to add the dependent problem. */
431   if (problem->dependent_problem)
432     df_add_problem (problem->dependent_problem);
433
434   /* Check to see if this problem has already been defined.  If it
435      has, just return that instance, if not, add it to the end of the
436      vector.  */
437   dflow = df->problems_by_index[problem->id];
438   if (dflow)
439     return;
440
441   /* Make a new one and add it to the end.  */
442   dflow = XCNEW (struct dataflow);
443   dflow->problem = problem;
444   dflow->computed = false;
445   dflow->solutions_dirty = true;
446   df->problems_by_index[dflow->problem->id] = dflow;
447
448   /* Keep the defined problems ordered by index.  This solves the
449      problem that RI will use the information from UREC if UREC has
450      been defined, or from LIVE if LIVE is defined and otherwise LR.
451      However for this to work, the computation of RI must be pushed
452      after which ever of those problems is defined, but we do not
453      require any of those except for LR to have actually been
454      defined.  */ 
455   df->num_problems_defined++;
456   for (i = df->num_problems_defined - 2; i >= 0; i--)
457     {
458       if (problem->id < df->problems_in_order[i]->problem->id)
459         df->problems_in_order[i+1] = df->problems_in_order[i];
460       else
461         {
462           df->problems_in_order[i+1] = dflow;
463           return;
464         }
465     }
466   df->problems_in_order[0] = dflow;
467 }
468
469
470 /* Set the MASK flags in the DFLOW problem.  The old flags are
471    returned.  If a flag is not allowed to be changed this will fail if
472    checking is enabled.  */
473 enum df_changeable_flags
474 df_set_flags (enum df_changeable_flags changeable_flags)
475 {
476   enum df_changeable_flags old_flags = df->changeable_flags;
477   df->changeable_flags |= changeable_flags;
478   return old_flags;
479 }
480
481
482 /* Clear the MASK flags in the DFLOW problem.  The old flags are
483    returned.  If a flag is not allowed to be changed this will fail if
484    checking is enabled.  */
485 enum df_changeable_flags
486 df_clear_flags (enum df_changeable_flags changeable_flags)
487 {
488   enum df_changeable_flags old_flags = df->changeable_flags;
489   df->changeable_flags &= ~changeable_flags;
490   return old_flags;
491 }
492
493
494 /* Set the blocks that are to be considered for analysis.  If this is
495    not called or is called with null, the entire function in
496    analyzed.  */
497
498 void 
499 df_set_blocks (bitmap blocks)
500 {
501   if (blocks)
502     {
503       if (dump_file)
504         bitmap_print (dump_file, blocks, "setting blocks to analyze ", "\n");
505       if (df->blocks_to_analyze)
506         {
507           /* This block is called to change the focus from one subset
508              to another.  */
509           int p;
510           bitmap diff = BITMAP_ALLOC (&df_bitmap_obstack);
511           bitmap_and_compl (diff, df->blocks_to_analyze, blocks);
512           for (p = 0; p < df->num_problems_defined; p++)
513             {
514               struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[p];
515               if (dflow->optional_p && dflow->problem->reset_fun)
516                 dflow->problem->reset_fun (df->blocks_to_analyze);
517               else if (dflow->problem->free_blocks_on_set_blocks)
518                 {
519                   bitmap_iterator bi;
520                   unsigned int bb_index;
521                   
522                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (diff, 0, bb_index, bi)
523                     {
524                       basic_block bb = BASIC_BLOCK (bb_index);
525                       if (bb)
526                         {
527                           void *bb_info = df_get_bb_info (dflow, bb_index);
528                           if (bb_info)
529                             {
530                               dflow->problem->free_bb_fun (bb, bb_info);
531                               df_set_bb_info (dflow, bb_index, NULL);
532                             }
533                         }
534                     }
535                 }
536             }
537
538           BITMAP_FREE (diff);
539         }
540       else
541         {
542           /* This block of code is executed to change the focus from
543              the entire function to a subset.  */
544           bitmap blocks_to_reset = NULL;
545           int p;
546           for (p = 0; p < df->num_problems_defined; p++)
547             {
548               struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[p];
549               if (dflow->optional_p && dflow->problem->reset_fun)
550                 {
551                   if (!blocks_to_reset)
552                     {
553                       basic_block bb;
554                       blocks_to_reset =
555                         BITMAP_ALLOC (&df_bitmap_obstack);
556                       FOR_ALL_BB(bb)
557                         {
558                           bitmap_set_bit (blocks_to_reset, bb->index); 
559                         }
560                     }
561                   dflow->problem->reset_fun (blocks_to_reset);
562                 }
563             }
564           if (blocks_to_reset)
565             BITMAP_FREE (blocks_to_reset);
566
567           df->blocks_to_analyze = BITMAP_ALLOC (&df_bitmap_obstack);
568         }
569       bitmap_copy (df->blocks_to_analyze, blocks);
570       df->analyze_subset = true;
571     }
572   else
573     {
574       /* This block is executed to reset the focus to the entire
575          function.  */
576       if (dump_file)
577         fprintf (dump_file, "clearing blocks_to_analyze\n");
578       if (df->blocks_to_analyze)
579         {
580           BITMAP_FREE (df->blocks_to_analyze);
581           df->blocks_to_analyze = NULL;
582         }
583       df->analyze_subset = false;
584     }
585
586   /* Setting the blocks causes the refs to be unorganized since only
587      the refs in the blocks are seen.  */
588   df_maybe_reorganize_def_refs (DF_REF_ORDER_NO_TABLE);
589   df_maybe_reorganize_use_refs (DF_REF_ORDER_NO_TABLE);
590   df_mark_solutions_dirty ();
591 }
592
593
594 /* Delete a DFLOW problem (and any problems that depend on this
595    problem).  */
596
597 void
598 df_remove_problem (struct dataflow *dflow)
599 {
600   struct df_problem *problem;
601   int i;
602
603   if (!dflow)
604     return;
605
606   problem = dflow->problem;
607   gcc_assert (problem->remove_problem_fun);
608
609   /* Delete any problems that depended on this problem first.  */
610   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
611     if (df->problems_in_order[i]->problem->dependent_problem == problem)
612       df_remove_problem (df->problems_in_order[i]);
613
614   /* Now remove this problem.  */
615   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
616     if (df->problems_in_order[i] == dflow)
617       {
618         int j;
619         for (j = i + 1; j < df->num_problems_defined; j++)
620           df->problems_in_order[j-1] = df->problems_in_order[j];
621         df->problems_in_order[j] = NULL;
622         df->num_problems_defined--;
623         break;
624       }
625
626   (problem->remove_problem_fun) ();
627   df->problems_by_index[problem->id] = NULL;
628 }
629
630
631 /* Remove all of the problems that are not permanent.  Scanning, lr,
632    ur and live are permanent, the rest are removable.  Also clear all
633    of the changeable_flags.  */
634
635 void
636 df_finish_pass (bool verify ATTRIBUTE_UNUSED)
637 {
638   int i;
639   int removed = 0;
640
641 #ifdef ENABLE_DF_CHECKING
642   enum df_changeable_flags saved_flags;
643 #endif
644
645   if (!df)
646     return;
647
648   df_maybe_reorganize_def_refs (DF_REF_ORDER_NO_TABLE);
649   df_maybe_reorganize_use_refs (DF_REF_ORDER_NO_TABLE);
650
651 #ifdef ENABLE_DF_CHECKING
652   saved_flags = df->changeable_flags;
653 #endif
654
655   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
656     {
657       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
658       struct df_problem *problem = dflow->problem;
659
660       if (dflow->optional_p)
661         {
662           gcc_assert (problem->remove_problem_fun);
663           (problem->remove_problem_fun) ();
664           df->problems_in_order[i] = NULL;
665           df->problems_by_index[problem->id] = NULL;
666           removed++;
667         }
668     }
669   df->num_problems_defined -= removed;
670
671   /* Clear all of the flags.  */
672   df->changeable_flags = 0;
673   df_process_deferred_rescans ();
674
675   /* Set the focus back to the whole function.  */
676   if (df->blocks_to_analyze)
677     {
678       BITMAP_FREE (df->blocks_to_analyze);
679       df->blocks_to_analyze = NULL;
680       df_mark_solutions_dirty ();
681       df->analyze_subset = false;
682     }
683
684 #ifdef ENABLE_DF_CHECKING
685   /* Verification will fail in DF_NO_INSN_RESCAN.  */
686   if (!(saved_flags & DF_NO_INSN_RESCAN))
687     {
688       df_lr_verify_transfer_functions ();
689       if (df_live)
690         df_live_verify_transfer_functions ();
691     }
692
693 #ifdef DF_DEBUG_CFG
694   df_set_clean_cfg ();
695 #endif
696 #endif
697
698 #ifdef ENABLE_CHECKING
699   if (verify)
700     df->changeable_flags |= DF_VERIFY_SCHEDULED;
701 #endif
702 }
703
704
705 /* Set up the dataflow instance for the entire back end.  */
706
707 static unsigned int
708 rest_of_handle_df_initialize (void)
709 {
710   gcc_assert (!df);
711   df = XCNEW (struct df);
712   df->changeable_flags = 0;
713
714   bitmap_obstack_initialize (&df_bitmap_obstack);
715
716   /* Set this to a conservative value.  Stack_ptr_mod will compute it
717      correctly later.  */
718   current_function_sp_is_unchanging = 0;
719
720   df_scan_add_problem ();
721   df_scan_alloc (NULL);
722
723   /* These three problems are permanent.  */
724   df_lr_add_problem ();
725   if (optimize > 1)
726     df_live_add_problem ();
727
728   df->postorder = XNEWVEC (int, last_basic_block);
729   df->postorder_inverted = XNEWVEC (int, last_basic_block);
730   df->n_blocks = post_order_compute (df->postorder, true, true);
731   df->n_blocks_inverted = inverted_post_order_compute (df->postorder_inverted);
732   gcc_assert (df->n_blocks == df->n_blocks_inverted);
733
734   df->hard_regs_live_count = XNEWVEC (unsigned int, FIRST_PSEUDO_REGISTER);
735   memset (df->hard_regs_live_count, 0, 
736           sizeof (unsigned int) * FIRST_PSEUDO_REGISTER);
737
738   df_hard_reg_init ();
739   /* After reload, some ports add certain bits to regs_ever_live so
740      this cannot be reset.  */
741   df_compute_regs_ever_live (true);
742   df_scan_blocks ();
743   df_compute_regs_ever_live (false);
744   return 0;
745 }
746
747
748 static bool
749 gate_opt (void)
750 {
751   return optimize > 0;
752 }
753
754
755 struct tree_opt_pass pass_df_initialize_opt =
756 {
757   "dfinit",                             /* name */
758   gate_opt,                             /* gate */
759   rest_of_handle_df_initialize,         /* execute */
760   NULL,                                 /* sub */
761   NULL,                                 /* next */
762   0,                                    /* static_pass_number */
763   0,                                    /* tv_id */
764   0,                                    /* properties_required */
765   0,                                    /* properties_provided */
766   0,                                    /* properties_destroyed */
767   0,                                    /* todo_flags_start */
768   0,                                    /* todo_flags_finish */
769   'z'                                   /* letter */
770 };
771
772
773 static bool
774 gate_no_opt (void)
775 {
776   return optimize == 0;
777 }
778
779
780 struct tree_opt_pass pass_df_initialize_no_opt =
781 {
782   "dfinit",                             /* name */
783   gate_no_opt,                          /* gate */
784   rest_of_handle_df_initialize,         /* execute */
785   NULL,                                 /* sub */
786   NULL,                                 /* next */
787   0,                                    /* static_pass_number */
788   0,                                    /* tv_id */
789   0,                                    /* properties_required */
790   0,                                    /* properties_provided */
791   0,                                    /* properties_destroyed */
792   0,                                    /* todo_flags_start */
793   0,                                    /* todo_flags_finish */
794   'z'                                   /* letter */
795 };
796
797
798 /* Free all the dataflow info and the DF structure.  This should be
799    called from the df_finish macro which also NULLs the parm.  */
800
801 static unsigned int
802 rest_of_handle_df_finish (void)
803 {
804   int i;
805
806   gcc_assert (df);
807
808   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
809     {
810       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
811       dflow->problem->free_fun (); 
812     }
813
814   if (df->postorder)
815     free (df->postorder);
816   if (df->postorder_inverted)
817     free (df->postorder_inverted);
818   free (df->hard_regs_live_count);
819   free (df);
820   df = NULL;
821
822   bitmap_obstack_release (&df_bitmap_obstack);
823   return 0;
824 }
825
826
827 struct tree_opt_pass pass_df_finish =
828 {
829   "dfinish",                            /* name */
830   NULL,                                 /* gate */
831   rest_of_handle_df_finish,             /* execute */
832   NULL,                                 /* sub */
833   NULL,                                 /* next */
834   0,                                    /* static_pass_number */
835   0,                                    /* tv_id */
836   0,                                    /* properties_required */
837   0,                                    /* properties_provided */
838   0,                                    /* properties_destroyed */
839   0,                                    /* todo_flags_start */
840   0,                                    /* todo_flags_finish */
841   'z'                                   /* letter */
842 };
843
844
845
846
847 \f
848 /*----------------------------------------------------------------------------
849    The general data flow analysis engine.
850 ----------------------------------------------------------------------------*/
851
852
853 /* Helper function for df_worklist_dataflow.
854    Propagate the dataflow forward. 
855    Given a BB_INDEX, do the dataflow propagation
856    and set bits on for successors in PENDING
857    if the out set of the dataflow has changed. */
858
859 static void
860 df_worklist_propagate_forward (struct dataflow *dataflow,
861                                unsigned bb_index,
862                                unsigned *bbindex_to_postorder,
863                                bitmap pending,
864                                sbitmap considered)
865 {
866   edge e;
867   edge_iterator ei;
868   basic_block bb = BASIC_BLOCK (bb_index);
869
870   /*  Calculate <conf_op> of incoming edges.  */
871   if (EDGE_COUNT (bb->preds) > 0)
872     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
873       {                                                         
874         if (TEST_BIT (considered, e->src->index))               
875           dataflow->problem->con_fun_n (e);
876       }                                                         
877   else if (dataflow->problem->con_fun_0)
878     dataflow->problem->con_fun_0 (bb);
879
880   if (dataflow->problem->trans_fun (bb_index))
881     {
882       /* The out set of this block has changed. 
883          Propagate to the outgoing blocks.  */
884       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
885         {
886           unsigned ob_index = e->dest->index;
887
888           if (TEST_BIT (considered, ob_index))
889             bitmap_set_bit (pending, bbindex_to_postorder[ob_index]);
890         }
891     }
892 }
893
894
895 /* Helper function for df_worklist_dataflow.
896    Propagate the dataflow backward.  */
897
898 static void
899 df_worklist_propagate_backward (struct dataflow *dataflow,
900                                 unsigned bb_index,
901                                 unsigned *bbindex_to_postorder,
902                                 bitmap pending,
903                                 sbitmap considered)
904 {
905   edge e;
906   edge_iterator ei;
907   basic_block bb = BASIC_BLOCK (bb_index);
908
909   /*  Calculate <conf_op> of incoming edges.  */
910   if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 0)
911     FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
912       {                                                         
913         if (TEST_BIT (considered, e->dest->index))              
914           dataflow->problem->con_fun_n (e);
915       }                                                         
916   else if (dataflow->problem->con_fun_0)
917     dataflow->problem->con_fun_0 (bb);
918
919   if (dataflow->problem->trans_fun (bb_index))
920     {
921       /* The out set of this block has changed. 
922          Propagate to the outgoing blocks.  */
923       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
924         {
925           unsigned ob_index = e->src->index;
926
927           if (TEST_BIT (considered, ob_index))
928             bitmap_set_bit (pending, bbindex_to_postorder[ob_index]);
929         }
930     }
931 }
932
933
934 /* Worklist-based dataflow solver. It uses sbitmap as a worklist,
935    with "n"-th bit representing the n-th block in the reverse-postorder order. 
936    This is so-called over-eager algorithm where it propagates
937    changes on demand. This algorithm may visit blocks more than
938    iterative method if there are deeply nested loops. 
939    Worklist algorithm works better than iterative algorithm
940    for CFGs with no nested loops.
941    In practice, the measurement shows worklist algorithm beats 
942    iterative algorithm by some margin overall.  
943    Note that this is slightly different from the traditional textbook worklist solver,
944    in that the worklist is effectively sorted by the reverse postorder.
945    For CFGs with no nested loops, this is optimal.  */
946
947 void 
948 df_worklist_dataflow (struct dataflow *dataflow,
949                       bitmap blocks_to_consider,
950                       int *blocks_in_postorder,
951                       int n_blocks)
952 {
953   bitmap pending = BITMAP_ALLOC (&df_bitmap_obstack);
954   sbitmap considered = sbitmap_alloc (last_basic_block);
955   bitmap_iterator bi;
956   unsigned int *bbindex_to_postorder;
957   int i;
958   unsigned int index;
959   enum df_flow_dir dir = dataflow->problem->dir;
960
961   gcc_assert (dir != DF_NONE);
962
963   /* BBINDEX_TO_POSTORDER maps the bb->index to the reverse postorder.  */
964   bbindex_to_postorder =
965     (unsigned int *)xmalloc (last_basic_block * sizeof (unsigned int));
966
967   /* Initialize the array to an out-of-bound value.  */
968   for (i = 0; i < last_basic_block; i++)
969     bbindex_to_postorder[i] = last_basic_block;
970
971   /* Initialize the considered map.  */
972   sbitmap_zero (considered);
973   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_to_consider, 0, index, bi)
974     {
975       SET_BIT (considered, index);
976     }
977
978   /* Initialize the mapping of block index to postorder.  */
979   for (i = 0; i < n_blocks; i++)
980     {
981       bbindex_to_postorder[blocks_in_postorder[i]] = i;
982       /* Add all blocks to the worklist.  */
983       bitmap_set_bit (pending, i);
984     }
985
986   if (dataflow->problem->init_fun)
987     dataflow->problem->init_fun (blocks_to_consider);
988
989   while (!bitmap_empty_p (pending))
990     {
991       unsigned bb_index;
992
993       index = bitmap_first_set_bit (pending);
994       bitmap_clear_bit (pending, index);
995
996       bb_index = blocks_in_postorder[index];
997
998       if (dir == DF_FORWARD)
999         df_worklist_propagate_forward (dataflow, bb_index,
1000                                        bbindex_to_postorder,
1001                                        pending, considered);
1002       else 
1003         df_worklist_propagate_backward (dataflow, bb_index,
1004                                         bbindex_to_postorder,
1005                                         pending, considered);
1006     }
1007
1008   BITMAP_FREE (pending);
1009   sbitmap_free (considered);
1010   free (bbindex_to_postorder);
1011 }
1012
1013
1014 /* Remove the entries not in BLOCKS from the LIST of length LEN, preserving
1015    the order of the remaining entries.  Returns the length of the resulting
1016    list.  */
1017
1018 static unsigned
1019 df_prune_to_subcfg (int list[], unsigned len, bitmap blocks)
1020 {
1021   unsigned act, last;
1022
1023   for (act = 0, last = 0; act < len; act++)
1024     if (bitmap_bit_p (blocks, list[act]))
1025       list[last++] = list[act];
1026
1027   return last;
1028 }
1029
1030
1031 /* Execute dataflow analysis on a single dataflow problem. 
1032
1033    BLOCKS_TO_CONSIDER are the blocks whose solution can either be
1034    examined or will be computed.  For calls from DF_ANALYZE, this is
1035    the set of blocks that has been passed to DF_SET_BLOCKS.  
1036 */
1037
1038 void
1039 df_analyze_problem (struct dataflow *dflow, 
1040                     bitmap blocks_to_consider, 
1041                     int *postorder, int n_blocks)
1042 {
1043   timevar_push (dflow->problem->tv_id);
1044
1045 #ifdef ENABLE_DF_CHECKING
1046   if (dflow->problem->verify_start_fun)
1047     dflow->problem->verify_start_fun ();
1048 #endif
1049
1050   /* (Re)Allocate the datastructures necessary to solve the problem.  */ 
1051   if (dflow->problem->alloc_fun)
1052     dflow->problem->alloc_fun (blocks_to_consider);
1053
1054   /* Set up the problem and compute the local information.  */
1055   if (dflow->problem->local_compute_fun)
1056     dflow->problem->local_compute_fun (blocks_to_consider);
1057
1058   /* Solve the equations.  */
1059   if (dflow->problem->dataflow_fun)
1060     dflow->problem->dataflow_fun (dflow, blocks_to_consider,
1061                                   postorder, n_blocks);
1062
1063   /* Massage the solution.  */
1064   if (dflow->problem->finalize_fun)
1065     dflow->problem->finalize_fun (blocks_to_consider);
1066
1067 #ifdef ENABLE_DF_CHECKING
1068   if (dflow->problem->verify_end_fun)
1069     dflow->problem->verify_end_fun ();
1070 #endif
1071
1072   timevar_pop (dflow->problem->tv_id);
1073
1074   dflow->computed = true;
1075 }
1076
1077
1078 /* Analyze dataflow info for the basic blocks specified by the bitmap
1079    BLOCKS, or for the whole CFG if BLOCKS is zero.  */
1080
1081 void
1082 df_analyze (void)
1083 {
1084   bitmap current_all_blocks = BITMAP_ALLOC (&df_bitmap_obstack);
1085   bool everything;
1086   int i;
1087   
1088   if (df->postorder)
1089     free (df->postorder);
1090   if (df->postorder_inverted)
1091     free (df->postorder_inverted);
1092   df->postorder = XNEWVEC (int, last_basic_block);
1093   df->postorder_inverted = XNEWVEC (int, last_basic_block);
1094   df->n_blocks = post_order_compute (df->postorder, true, true);
1095   df->n_blocks_inverted = inverted_post_order_compute (df->postorder_inverted);
1096
1097   /* These should be the same.  */
1098   gcc_assert (df->n_blocks == df->n_blocks_inverted);
1099
1100   /* We need to do this before the df_verify_all because this is
1101      not kept incrementally up to date.  */
1102   df_compute_regs_ever_live (false);
1103   df_process_deferred_rescans ();
1104
1105   if (dump_file)
1106     fprintf (dump_file, "df_analyze called\n");
1107
1108 #ifndef ENABLE_DF_CHECKING
1109   if (df->changeable_flags & DF_VERIFY_SCHEDULED)
1110 #endif
1111     df_verify ();
1112
1113   for (i = 0; i < df->n_blocks; i++)
1114     bitmap_set_bit (current_all_blocks, df->postorder[i]);
1115
1116 #ifdef ENABLE_CHECKING
1117   /* Verify that POSTORDER_INVERTED only contains blocks reachable from
1118      the ENTRY block.  */
1119   for (i = 0; i < df->n_blocks_inverted; i++)
1120     gcc_assert (bitmap_bit_p (current_all_blocks, df->postorder_inverted[i]));
1121 #endif
1122
1123   /* Make sure that we have pruned any unreachable blocks from these
1124      sets.  */
1125   if (df->analyze_subset)
1126     {
1127       everything = false;
1128       bitmap_and_into (df->blocks_to_analyze, current_all_blocks);
1129       df->n_blocks = df_prune_to_subcfg (df->postorder, 
1130                                          df->n_blocks, df->blocks_to_analyze);
1131       df->n_blocks_inverted = df_prune_to_subcfg (df->postorder_inverted, 
1132                                                   df->n_blocks_inverted, 
1133                                                   df->blocks_to_analyze);
1134       BITMAP_FREE (current_all_blocks);
1135     }
1136   else
1137     {
1138       everything = true;
1139       df->blocks_to_analyze = current_all_blocks;
1140       current_all_blocks = NULL;
1141     }
1142
1143   /* Skip over the DF_SCAN problem. */
1144   for (i = 1; i < df->num_problems_defined; i++)
1145     {
1146       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
1147       if (dflow->solutions_dirty)
1148         {
1149           if (dflow->problem->dir == DF_FORWARD)
1150             df_analyze_problem (dflow,
1151                                 df->blocks_to_analyze,
1152                                 df->postorder_inverted,
1153                                 df->n_blocks_inverted);
1154           else
1155             df_analyze_problem (dflow,
1156                                 df->blocks_to_analyze,
1157                                 df->postorder,
1158                                 df->n_blocks);
1159         }
1160     }
1161
1162   if (everything)
1163     {
1164       BITMAP_FREE (df->blocks_to_analyze);
1165       df->blocks_to_analyze = NULL;
1166     }
1167
1168 #ifdef DF_DEBUG_CFG
1169   df_set_clean_cfg ();
1170 #endif
1171 }
1172
1173
1174 /* Return the number of basic blocks from the last call to df_analyze.  */
1175
1176 int 
1177 df_get_n_blocks (enum df_flow_dir dir)
1178 {
1179   gcc_assert (dir != DF_NONE);
1180
1181   if (dir == DF_FORWARD)
1182     {
1183       gcc_assert (df->postorder_inverted);
1184       return df->n_blocks_inverted;
1185     }
1186
1187   gcc_assert (df->postorder);
1188   return df->n_blocks;
1189 }
1190
1191
1192 /* Return a pointer to the array of basic blocks in the reverse postorder. 
1193    Depending on the direction of the dataflow problem,
1194    it returns either the usual reverse postorder array
1195    or the reverse postorder of inverted traversal. */
1196 int *
1197 df_get_postorder (enum df_flow_dir dir)
1198 {
1199   gcc_assert (dir != DF_NONE);
1200
1201   if (dir == DF_FORWARD)
1202     {
1203       gcc_assert (df->postorder_inverted);
1204       return df->postorder_inverted;
1205     }
1206   gcc_assert (df->postorder);
1207   return df->postorder;
1208 }
1209
1210 static struct df_problem user_problem; 
1211 static struct dataflow user_dflow;
1212
1213 /* Interface for calling iterative dataflow with user defined
1214    confluence and transfer functions.  All that is necessary is to
1215    supply DIR, a direction, CONF_FUN_0, a confluence function for
1216    blocks with no logical preds (or NULL), CONF_FUN_N, the normal
1217    confluence function, TRANS_FUN, the basic block transfer function,
1218    and BLOCKS, the set of blocks to examine, POSTORDER the blocks in
1219    postorder, and N_BLOCKS, the number of blocks in POSTORDER. */
1220
1221 void
1222 df_simple_dataflow (enum df_flow_dir dir,
1223                     df_init_function init_fun,
1224                     df_confluence_function_0 con_fun_0,
1225                     df_confluence_function_n con_fun_n,
1226                     df_transfer_function trans_fun,
1227                     bitmap blocks, int * postorder, int n_blocks)
1228 {
1229   memset (&user_problem, 0, sizeof (struct df_problem));
1230   user_problem.dir = dir;
1231   user_problem.init_fun = init_fun;
1232   user_problem.con_fun_0 = con_fun_0;
1233   user_problem.con_fun_n = con_fun_n;
1234   user_problem.trans_fun = trans_fun;
1235   user_dflow.problem = &user_problem;
1236   df_worklist_dataflow (&user_dflow, blocks, postorder, n_blocks);
1237 }
1238
1239                               
1240 \f
1241 /*----------------------------------------------------------------------------
1242    Functions to support limited incremental change.
1243 ----------------------------------------------------------------------------*/
1244
1245
1246 /* Get basic block info.  */
1247
1248 static void *
1249 df_get_bb_info (struct dataflow *dflow, unsigned int index)
1250 {
1251   if (dflow->block_info == NULL)
1252     return NULL;
1253   if (index >= dflow->block_info_size)
1254     return NULL;
1255   return (struct df_scan_bb_info *) dflow->block_info[index];
1256 }
1257
1258
1259 /* Set basic block info.  */
1260
1261 static void
1262 df_set_bb_info (struct dataflow *dflow, unsigned int index, 
1263                 void *bb_info)
1264 {
1265   gcc_assert (dflow->block_info);
1266   dflow->block_info[index] = bb_info;
1267 }
1268
1269
1270 /* Mark the solutions as being out of date.  */
1271
1272 void 
1273 df_mark_solutions_dirty (void)
1274 {
1275   if (df)
1276     {
1277       int p; 
1278       for (p = 1; p < df->num_problems_defined; p++)
1279         df->problems_in_order[p]->solutions_dirty = true;
1280     }
1281 }
1282
1283
1284 /* Return true if BB needs it's transfer functions recomputed.  */
1285
1286 bool 
1287 df_get_bb_dirty (basic_block bb)
1288 {
1289   if (df && df_live)
1290     return bitmap_bit_p (df_live->out_of_date_transfer_functions, bb->index);
1291   else 
1292     return false;
1293 }
1294
1295
1296 /* Mark BB as needing it's transfer functions as being out of
1297    date.  */
1298
1299 void 
1300 df_set_bb_dirty (basic_block bb)
1301 {
1302   if (df)
1303     {
1304       int p; 
1305       for (p = 1; p < df->num_problems_defined; p++)
1306         {
1307           struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[p];
1308           if (dflow->out_of_date_transfer_functions)
1309             bitmap_set_bit (dflow->out_of_date_transfer_functions, bb->index);
1310         }
1311       df_mark_solutions_dirty ();
1312     }
1313 }
1314
1315
1316 /* Clear the dirty bits.  This is called from places that delete
1317    blocks.  */
1318 static void
1319 df_clear_bb_dirty (basic_block bb)
1320 {
1321   int p; 
1322   for (p = 1; p < df->num_problems_defined; p++)
1323     {
1324       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[p];
1325       if (dflow->out_of_date_transfer_functions)
1326         bitmap_clear_bit (dflow->out_of_date_transfer_functions, bb->index);
1327     }
1328 }
1329 /* Called from the rtl_compact_blocks to reorganize the problems basic
1330    block info.  */
1331
1332 void 
1333 df_compact_blocks (void)
1334 {
1335   int i, p;
1336   basic_block bb;
1337   void **problem_temps;
1338   int size = last_basic_block * sizeof (void *);
1339   bitmap tmp = BITMAP_ALLOC (&df_bitmap_obstack);
1340   problem_temps = xmalloc (size);
1341
1342   for (p = 0; p < df->num_problems_defined; p++)
1343     {
1344       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[p];
1345
1346       /* Need to reorganize the out_of_date_transfer_functions for the
1347          dflow problem.  */
1348       if (dflow->out_of_date_transfer_functions)
1349         {
1350           bitmap_copy (tmp, dflow->out_of_date_transfer_functions);
1351           bitmap_clear (dflow->out_of_date_transfer_functions);
1352           if (bitmap_bit_p (tmp, ENTRY_BLOCK))
1353             bitmap_set_bit (dflow->out_of_date_transfer_functions, ENTRY_BLOCK);
1354           if (bitmap_bit_p (tmp, EXIT_BLOCK))
1355             bitmap_set_bit (dflow->out_of_date_transfer_functions, EXIT_BLOCK);
1356
1357           i = NUM_FIXED_BLOCKS;
1358           FOR_EACH_BB (bb) 
1359             {
1360               if (bitmap_bit_p (tmp, bb->index))
1361                 bitmap_set_bit (dflow->out_of_date_transfer_functions, i);
1362               i++;
1363             }
1364         }
1365
1366       /* Now shuffle the block info for the problem.  */
1367       if (dflow->problem->free_bb_fun)
1368         {
1369           df_grow_bb_info (dflow);
1370           memcpy (problem_temps, dflow->block_info, size);
1371
1372           /* Copy the bb info from the problem tmps to the proper
1373              place in the block_info vector.  Null out the copied
1374              item.  The entry and exit blocks never move.  */
1375           i = NUM_FIXED_BLOCKS;
1376           FOR_EACH_BB (bb) 
1377             {
1378               df_set_bb_info (dflow, i, problem_temps[bb->index]);
1379               problem_temps[bb->index] = NULL;
1380               i++;
1381             }
1382           memset (dflow->block_info + i, 0, 
1383                   (last_basic_block - i) *sizeof (void *));
1384
1385           /* Free any block infos that were not copied (and NULLed).
1386              These are from orphaned blocks.  */
1387           for (i = NUM_FIXED_BLOCKS; i < last_basic_block; i++)
1388             {
1389               basic_block bb = BASIC_BLOCK (i); 
1390               if (problem_temps[i] && bb)
1391                 dflow->problem->free_bb_fun
1392                   (bb, problem_temps[i]);
1393             }
1394         }
1395     }
1396
1397   /* Shuffle the bits in the basic_block indexed arrays.  */
1398
1399   if (df->blocks_to_analyze)
1400     {
1401       if (bitmap_bit_p (tmp, ENTRY_BLOCK))
1402         bitmap_set_bit (df->blocks_to_analyze, ENTRY_BLOCK);
1403       if (bitmap_bit_p (tmp, EXIT_BLOCK))
1404         bitmap_set_bit (df->blocks_to_analyze, EXIT_BLOCK);
1405       bitmap_copy (tmp, df->blocks_to_analyze);
1406       bitmap_clear (df->blocks_to_analyze);
1407       i = NUM_FIXED_BLOCKS;
1408       FOR_EACH_BB (bb) 
1409         {
1410           if (bitmap_bit_p (tmp, bb->index))
1411             bitmap_set_bit (df->blocks_to_analyze, i);
1412           i++;
1413         }
1414     }
1415
1416   BITMAP_FREE (tmp);
1417
1418   free (problem_temps);
1419
1420   i = NUM_FIXED_BLOCKS;
1421   FOR_EACH_BB (bb) 
1422     {
1423       SET_BASIC_BLOCK (i, bb);
1424       bb->index = i;
1425       i++;
1426     }
1427
1428   gcc_assert (i == n_basic_blocks);
1429
1430   for (; i < last_basic_block; i++)
1431     SET_BASIC_BLOCK (i, NULL);
1432
1433 #ifdef DF_DEBUG_CFG
1434   if (!df_lr->solutions_dirty)
1435     df_set_clean_cfg ();
1436 #endif
1437 }
1438
1439
1440 /* Shove NEW_BLOCK in at OLD_INDEX.  Called from ifcvt to hack a
1441    block.  There is no excuse for people to do this kind of thing.  */
1442
1443 void 
1444 df_bb_replace (int old_index, basic_block new_block)
1445 {
1446   int new_block_index = new_block->index;
1447   int p;
1448
1449   if (dump_file)
1450     fprintf (dump_file, "shoving block %d into %d\n", new_block_index, old_index);
1451
1452   gcc_assert (df);
1453   gcc_assert (BASIC_BLOCK (old_index) == NULL);
1454
1455   for (p = 0; p < df->num_problems_defined; p++)
1456     {
1457       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[p];
1458       if (dflow->block_info)
1459         {
1460           df_grow_bb_info (dflow);
1461           gcc_assert (df_get_bb_info (dflow, old_index) == NULL);
1462           df_set_bb_info (dflow, old_index, 
1463                           df_get_bb_info (dflow, new_block_index));
1464         }
1465     }
1466
1467   df_clear_bb_dirty (new_block);
1468   SET_BASIC_BLOCK (old_index, new_block);
1469   new_block->index = old_index;
1470   df_set_bb_dirty (BASIC_BLOCK (old_index));
1471   SET_BASIC_BLOCK (new_block_index, NULL);
1472 }
1473
1474
1475 /* Free all of the per basic block dataflow from all of the problems.
1476    This is typically called before a basic block is deleted and the
1477    problem will be reanalyzed.  */
1478
1479 void
1480 df_bb_delete (int bb_index)
1481 {
1482   basic_block bb = BASIC_BLOCK (bb_index);
1483   int i;
1484
1485   if (!df)
1486     return;
1487   
1488   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
1489     {
1490       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
1491       if (dflow->problem->free_bb_fun)
1492         {
1493           void *bb_info = df_get_bb_info (dflow, bb_index);
1494           if (bb_info)
1495             {
1496               dflow->problem->free_bb_fun (bb, bb_info); 
1497               df_set_bb_info (dflow, bb_index, NULL);
1498             }
1499         }
1500     }
1501   df_clear_bb_dirty (bb);
1502   df_mark_solutions_dirty ();
1503 }
1504
1505
1506 /* Verify that there is a place for everything and everything is in
1507    its place.  This is too expensive to run after every pass in the
1508    mainline.  However this is an excellent debugging tool if the
1509    dataflow information is not being updated properly.  You can just
1510    sprinkle calls in until you find the place that is changing an
1511    underlying structure without calling the proper updating
1512    routine.  */
1513
1514 void
1515 df_verify (void)
1516 {
1517   df_scan_verify ();
1518 #ifdef ENABLE_DF_CHECKING
1519   df_lr_verify_transfer_functions ();
1520   if (df_live)
1521     df_live_verify_transfer_functions ();
1522 #endif
1523 }
1524
1525 #ifdef DF_DEBUG_CFG
1526
1527 /* Compute an array of ints that describes the cfg.  This can be used
1528    to discover places where the cfg is modified by the appropriate
1529    calls have not been made to the keep df informed.  The internals of
1530    this are unexciting, the key is that two instances of this can be
1531    compared to see if any changes have been made to the cfg.  */
1532
1533 static int *
1534 df_compute_cfg_image (void)
1535 {
1536   basic_block bb;
1537   int size = 2 + (2 * n_basic_blocks);
1538   int i;
1539   int * map;
1540
1541   FOR_ALL_BB (bb)
1542     {
1543       size += EDGE_COUNT (bb->succs);
1544     }
1545
1546   map = XNEWVEC (int, size);
1547   map[0] = size;
1548   i = 1;
1549   FOR_ALL_BB (bb)
1550     {
1551       edge_iterator ei;
1552       edge e;
1553
1554       map[i++] = bb->index;
1555       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1556         map[i++] = e->dest->index;
1557       map[i++] = -1;
1558     }
1559   map[i] = -1;
1560   return map;
1561 }
1562
1563 static int *saved_cfg = NULL;
1564
1565
1566 /* This function compares the saved version of the cfg with the
1567    current cfg and aborts if the two are identical.  The function
1568    silently returns if the cfg has been marked as dirty or the two are
1569    the same.  */
1570
1571 void
1572 df_check_cfg_clean (void)
1573 {
1574   int *new_map;
1575
1576   if (!df)
1577     return;
1578
1579   if (df_lr->solutions_dirty)
1580     return;
1581
1582   if (saved_cfg == NULL) 
1583     return;
1584
1585   new_map = df_compute_cfg_image ();
1586   gcc_assert (memcmp (saved_cfg, new_map, saved_cfg[0] * sizeof (int)) == 0);
1587   free (new_map);
1588 }
1589
1590
1591 /* This function builds a cfg fingerprint and squirrels it away in
1592    saved_cfg.  */
1593
1594 static void
1595 df_set_clean_cfg (void)
1596 {
1597   if (saved_cfg)
1598     free (saved_cfg);
1599   saved_cfg = df_compute_cfg_image ();
1600 }
1601
1602 #endif /* DF_DEBUG_CFG  */
1603 /*----------------------------------------------------------------------------
1604    PUBLIC INTERFACES TO QUERY INFORMATION.
1605 ----------------------------------------------------------------------------*/
1606
1607
1608 /* Return first def of REGNO within BB.  */
1609
1610 struct df_ref *
1611 df_bb_regno_first_def_find (basic_block bb, unsigned int regno)
1612 {
1613   rtx insn;
1614   struct df_ref **def_rec;
1615   unsigned int uid;
1616
1617   FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1618     {
1619       if (!INSN_P (insn))
1620         continue;
1621
1622       uid = INSN_UID (insn);
1623       for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
1624         {
1625           struct df_ref *def = *def_rec;
1626           if (DF_REF_REGNO (def) == regno)
1627             return def;
1628         }
1629     }
1630   return NULL;
1631 }
1632
1633
1634 /* Return last def of REGNO within BB.  */
1635
1636 struct df_ref *
1637 df_bb_regno_last_def_find (basic_block bb, unsigned int regno)
1638 {
1639   rtx insn;
1640   struct df_ref **def_rec;
1641   unsigned int uid;
1642
1643   FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
1644     {
1645       if (!INSN_P (insn))
1646         continue;
1647
1648       uid = INSN_UID (insn);
1649       for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
1650         {
1651           struct df_ref *def = *def_rec;
1652           if (DF_REF_REGNO (def) == regno)
1653             return def;
1654         }
1655     }
1656
1657   return NULL;
1658 }
1659
1660 /* Finds the reference corresponding to the definition of REG in INSN.
1661    DF is the dataflow object.  */
1662
1663 struct df_ref *
1664 df_find_def (rtx insn, rtx reg)
1665 {
1666   unsigned int uid;
1667   struct df_ref **def_rec;
1668
1669   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
1670     reg = SUBREG_REG (reg);
1671   gcc_assert (REG_P (reg));
1672
1673   uid = INSN_UID (insn);
1674   for (def_rec = DF_INSN_UID_DEFS (uid); *def_rec; def_rec++)
1675     {
1676       struct df_ref *def = *def_rec;
1677       if (rtx_equal_p (DF_REF_REAL_REG (def), reg))
1678         return def;
1679     }
1680
1681   return NULL;
1682 }
1683
1684
1685 /* Return true if REG is defined in INSN, zero otherwise.  */ 
1686
1687 bool
1688 df_reg_defined (rtx insn, rtx reg)
1689 {
1690   return df_find_def (insn, reg) != NULL;
1691 }
1692   
1693
1694 /* Finds the reference corresponding to the use of REG in INSN.
1695    DF is the dataflow object.  */
1696   
1697 struct df_ref *
1698 df_find_use (rtx insn, rtx reg)
1699 {
1700   unsigned int uid;
1701   struct df_ref **use_rec;
1702
1703   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
1704     reg = SUBREG_REG (reg);
1705   gcc_assert (REG_P (reg));
1706
1707   uid = INSN_UID (insn);
1708   for (use_rec = DF_INSN_UID_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
1709     {
1710       struct df_ref *use = *use_rec;
1711       if (rtx_equal_p (DF_REF_REAL_REG (use), reg))
1712         return use;
1713     } 
1714   if (df->changeable_flags & DF_EQ_NOTES)
1715     for (use_rec = DF_INSN_UID_EQ_USES (uid); *use_rec; use_rec++)
1716       {
1717         struct df_ref *use = *use_rec;
1718         if (rtx_equal_p (DF_REF_REAL_REG (use), reg))
1719           return use; 
1720       }
1721   return NULL;
1722 }
1723
1724
1725 /* Return true if REG is referenced in INSN, zero otherwise.  */ 
1726
1727 bool
1728 df_reg_used (rtx insn, rtx reg)
1729 {
1730   return df_find_use (insn, reg) != NULL;
1731 }
1732   
1733 \f
1734 /*----------------------------------------------------------------------------
1735    Debugging and printing functions.
1736 ----------------------------------------------------------------------------*/
1737
1738
1739 /* Write information about registers and basic blocks into FILE.
1740    This is part of making a debugging dump.  */
1741
1742 void
1743 df_print_regset (FILE *file, bitmap r)
1744 {
1745   unsigned int i;
1746   bitmap_iterator bi;
1747
1748   if (r == NULL)
1749     fputs (" (nil)", file);
1750   else
1751     {
1752       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (r, 0, i, bi)
1753         {
1754           fprintf (file, " %d", i);
1755           if (i < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1756             fprintf (file, " [%s]", reg_names[i]);
1757         }
1758     }
1759   fprintf (file, "\n");
1760 }
1761
1762
1763 /* Dump dataflow info.  */
1764
1765 void
1766 df_dump (FILE *file)
1767 {
1768   basic_block bb;
1769   df_dump_start (file);
1770
1771   FOR_ALL_BB (bb)
1772     {
1773       df_print_bb_index (bb, file);
1774       df_dump_top (bb, file);
1775       df_dump_bottom (bb, file);
1776     }
1777
1778   fprintf (file, "\n");
1779 }
1780
1781
1782 /* Dump dataflow info for df->blocks_to_analyze.  */
1783
1784 void
1785 df_dump_region (FILE *file)
1786 {
1787   if (df->blocks_to_analyze)
1788     {
1789       bitmap_iterator bi;
1790       unsigned int bb_index;
1791
1792       fprintf (file, "\n\nstarting region dump\n");
1793       df_dump_start (file);
1794       
1795       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (df->blocks_to_analyze, 0, bb_index, bi) 
1796         {
1797           basic_block bb = BASIC_BLOCK (bb_index);
1798           
1799           df_print_bb_index (bb, file);
1800           df_dump_top (bb, file);
1801           df_dump_bottom (bb, file);
1802         }
1803       fprintf (file, "\n");
1804     }
1805   else 
1806     df_dump (file);
1807 }
1808
1809
1810 /* Dump the introductory information for each problem defined.  */
1811
1812 void
1813 df_dump_start (FILE *file)
1814 {
1815   int i;
1816
1817   if (!df || !file)
1818     return;
1819
1820   fprintf (file, "\n\n%s\n", current_function_name ());
1821   fprintf (file, "\nDataflow summary:\n");
1822   if (df->blocks_to_analyze)
1823     fprintf (file, "def_info->table_size = %d, use_info->table_size = %d\n",
1824              DF_DEFS_TABLE_SIZE (), DF_USES_TABLE_SIZE ());
1825
1826   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
1827     {
1828       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
1829       if (dflow->computed)
1830         {
1831           df_dump_problem_function fun = dflow->problem->dump_start_fun;
1832           if (fun)
1833             fun(file); 
1834         }
1835     }
1836 }
1837
1838
1839 /* Dump the top of the block information for BB.  */ 
1840
1841 void
1842 df_dump_top (basic_block bb, FILE *file)
1843 {
1844   int i;
1845
1846   if (!df || !file)
1847     return;
1848
1849   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
1850     {
1851       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
1852       if (dflow->computed)
1853         {
1854           df_dump_bb_problem_function bbfun = dflow->problem->dump_top_fun;
1855           if (bbfun)
1856             bbfun (bb, file); 
1857         }
1858     }
1859 }
1860
1861
1862 /* Dump the bottom of the block information for BB.  */ 
1863
1864 void
1865 df_dump_bottom (basic_block bb, FILE *file)
1866 {
1867   int i;
1868
1869   if (!df || !file)
1870     return;
1871
1872   for (i = 0; i < df->num_problems_defined; i++)
1873     {
1874       struct dataflow *dflow = df->problems_in_order[i];
1875       if (dflow->computed)
1876         {
1877           df_dump_bb_problem_function bbfun = dflow->problem->dump_bottom_fun;
1878           if (bbfun)
1879             bbfun (bb, file); 
1880         }
1881     }
1882 }
1883
1884
1885 void
1886 df_refs_chain_dump (struct df_ref **ref_rec, bool follow_chain, FILE *file)
1887 {
1888   fprintf (file, "{ ");
1889   while (*ref_rec)
1890     {
1891       struct df_ref *ref = *ref_rec;
1892       fprintf (file, "%c%d(%d)",
1893                DF_REF_REG_DEF_P (ref) ? 'd' : (DF_REF_FLAGS (ref) & DF_REF_IN_NOTE) ? 'e' : 'u',
1894                DF_REF_ID (ref),
1895                DF_REF_REGNO (ref));
1896       if (follow_chain)
1897         df_chain_dump (DF_REF_CHAIN (ref), file);
1898       ref_rec++;
1899     }
1900   fprintf (file, "}");
1901 }
1902
1903
1904 /* Dump either a ref-def or reg-use chain.  */
1905
1906 void
1907 df_regs_chain_dump (struct df_ref *ref,  FILE *file)
1908 {
1909   fprintf (file, "{ ");
1910   while (ref)
1911     {
1912       fprintf (file, "%c%d(%d) ",
1913                DF_REF_REG_DEF_P (ref) ? 'd' : 'u',
1914                DF_REF_ID (ref),
1915                DF_REF_REGNO (ref));
1916       ref = ref->next_reg;
1917     }
1918   fprintf (file, "}");
1919 }
1920
1921
1922 static void
1923 df_mws_dump (struct df_mw_hardreg **mws, FILE *file)
1924 {
1925   while (*mws)
1926     {
1927       fprintf (file, "mw %c r[%d..%d]\n", 
1928                ((*mws)->type == DF_REF_REG_DEF) ? 'd' : 'u',
1929                (*mws)->start_regno, (*mws)->end_regno);
1930       mws++;
1931     }
1932 }
1933
1934
1935 static void 
1936 df_insn_uid_debug (unsigned int uid, 
1937                    bool follow_chain, FILE *file)
1938 {
1939   fprintf (file, "insn %d luid %d",
1940            uid, DF_INSN_UID_LUID (uid));
1941
1942   if (DF_INSN_UID_DEFS (uid))
1943     {
1944       fprintf (file, " defs ");
1945       df_refs_chain_dump (DF_INSN_UID_DEFS (uid), follow_chain, file);
1946     }
1947
1948   if (DF_INSN_UID_USES (uid))
1949     {
1950       fprintf (file, " uses ");
1951       df_refs_chain_dump (DF_INSN_UID_USES (uid), follow_chain, file);
1952     }
1953
1954   if (DF_INSN_UID_EQ_USES (uid))
1955     {
1956       fprintf (file, " eq uses ");
1957       df_refs_chain_dump (DF_INSN_UID_EQ_USES (uid), follow_chain, file);
1958     }
1959
1960   if (DF_INSN_UID_MWS (uid))
1961     {
1962       fprintf (file, " mws ");
1963       df_mws_dump (DF_INSN_UID_MWS (uid), file);
1964     }
1965   fprintf (file, "\n");
1966 }
1967
1968
1969 void
1970 df_insn_debug (rtx insn, bool follow_chain, FILE *file)
1971 {
1972   df_insn_uid_debug (INSN_UID (insn), follow_chain, file);
1973 }
1974
1975 void
1976 df_insn_debug_regno (rtx insn, FILE *file)
1977 {
1978   unsigned int uid = INSN_UID(insn);
1979
1980   fprintf (file, "insn %d bb %d luid %d defs ",
1981            uid, BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, DF_INSN_LUID (insn));
1982   df_refs_chain_dump (DF_INSN_UID_DEFS (uid), false, file);
1983     
1984   fprintf (file, " uses ");
1985   df_refs_chain_dump (DF_INSN_UID_USES (uid), false, file);
1986
1987   fprintf (file, " eq_uses ");
1988   df_refs_chain_dump (DF_INSN_UID_EQ_USES (uid), false, file);
1989   fprintf (file, "\n");
1990 }
1991
1992 void
1993 df_regno_debug (unsigned int regno, FILE *file)
1994 {
1995   fprintf (file, "reg %d defs ", regno);
1996   df_regs_chain_dump (DF_REG_DEF_CHAIN (regno), file);
1997   fprintf (file, " uses ");
1998   df_regs_chain_dump (DF_REG_USE_CHAIN (regno), file);
1999   fprintf (file, " eq_uses ");
2000   df_regs_chain_dump (DF_REG_EQ_USE_CHAIN (regno), file);
2001   fprintf (file, "\n");
2002 }
2003
2004
2005 void
2006 df_ref_debug (struct df_ref *ref, FILE *file)
2007 {
2008   fprintf (file, "%c%d ",
2009            DF_REF_REG_DEF_P (ref) ? 'd' : 'u',
2010            DF_REF_ID (ref));
2011   fprintf (file, "reg %d bb %d insn %d flag 0x%x type 0x%x ",
2012            DF_REF_REGNO (ref),
2013            DF_REF_BBNO (ref),
2014            DF_REF_INSN (ref) ? INSN_UID (DF_REF_INSN (ref)) : -1,
2015            DF_REF_FLAGS (ref),
2016            DF_REF_TYPE (ref));
2017   if (DF_REF_LOC (ref))
2018     fprintf (file, "loc %p(%p) chain ", (void *)DF_REF_LOC (ref), (void *)*DF_REF_LOC (ref));
2019   else
2020     fprintf (file, "chain ");
2021   df_chain_dump (DF_REF_CHAIN (ref), file);
2022   fprintf (file, "\n");
2023 }
2024 \f
2025 /* Functions for debugging from GDB.  */
2026
2027 void
2028 debug_df_insn (rtx insn)
2029 {
2030   df_insn_debug (insn, true, stderr);
2031   debug_rtx (insn);
2032 }
2033
2034
2035 void
2036 debug_df_reg (rtx reg)
2037 {
2038   df_regno_debug (REGNO (reg), stderr);
2039 }
2040
2041
2042 void
2043 debug_df_regno (unsigned int regno)
2044 {
2045   df_regno_debug (regno, stderr);
2046 }
2047
2048
2049 void
2050 debug_df_ref (struct df_ref *ref)
2051 {
2052   df_ref_debug (ref, stderr);
2053 }
2054
2055
2056 void
2057 debug_df_defno (unsigned int defno)
2058 {
2059   df_ref_debug (DF_DEFS_GET (defno), stderr);
2060 }
2061
2062
2063 void
2064 debug_df_useno (unsigned int defno)
2065 {
2066   df_ref_debug (DF_USES_GET (defno), stderr);
2067 }
2068
2069
2070 void
2071 debug_df_chain (struct df_link *link)
2072 {
2073   df_chain_dump (link, stderr);
2074   fputc ('\n', stderr);
2075 }