OSDN Git Service

6ce91836d450f39a4bb78aef36acf58d838ab95d
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fwprop.c
1 /* RTL-based forward propagation pass for GNU compiler.
2    Copyright (C) 2005, 2006 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Paolo Bonzini and Steven Bosscher.
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 2, 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 COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "toplev.h"
27
28 #include "timevar.h"
29 #include "rtl.h"
30 #include "tm_p.h"
31 #include "emit-rtl.h"
32 #include "insn-config.h"
33 #include "recog.h"
34 #include "flags.h"
35 #include "obstack.h"
36 #include "basic-block.h"
37 #include "output.h"
38 #include "df.h"
39 #include "target.h"
40 #include "cfgloop.h"
41 #include "tree-pass.h"
42
43
44 /* This pass does simple forward propagation and simplification when an
45    operand of an insn can only come from a single def.  This pass uses
46    df.c, so it is global.  However, we only do limited analysis of
47    available expressions.
48
49    1) The pass tries to propagate the source of the def into the use,
50    and checks if the result is independent of the substituted value.
51    For example, the high word of a (zero_extend:DI (reg:SI M)) is always
52    zero, independent of the source register.
53
54    In particular, we propagate constants into the use site.  Sometimes
55    RTL expansion did not put the constant in the same insn on purpose,
56    to satisfy a predicate, and the result will fail to be recognized;
57    but this happens rarely and in this case we can still create a
58    REG_EQUAL note.  For multi-word operations, this
59
60       (set (subreg:SI (reg:DI 120) 0) (const_int 0))
61       (set (subreg:SI (reg:DI 120) 4) (const_int -1))
62       (set (subreg:SI (reg:DI 122) 0)
63          (ior:SI (subreg:SI (reg:DI 119) 0) (subreg:SI (reg:DI 120) 0)))
64       (set (subreg:SI (reg:DI 122) 4)
65          (ior:SI (subreg:SI (reg:DI 119) 4) (subreg:SI (reg:DI 120) 4)))
66
67    can be simplified to the much simpler
68
69       (set (subreg:SI (reg:DI 122) 0) (subreg:SI (reg:DI 119)))
70       (set (subreg:SI (reg:DI 122) 4) (const_int -1))
71
72    This particular propagation is also effective at putting together
73    complex addressing modes.  We are more aggressive inside MEMs, in
74    that all definitions are propagated if the use is in a MEM; if the
75    result is a valid memory address we check address_cost to decide
76    whether the substitution is worthwhile.
77
78    2) The pass propagates register copies.  This is not as effective as
79    the copy propagation done by CSE's canon_reg, which works by walking
80    the instruction chain, it can help the other transformations.
81
82    We should consider removing this optimization, and instead reorder the
83    RTL passes, because GCSE does this transformation too.  With some luck,
84    the CSE pass at the end of rest_of_handle_gcse could also go away.
85
86    3) The pass looks for paradoxical subregs that are actually unnecessary.
87    Things like this:
88
89      (set (reg:QI 120) (subreg:QI (reg:SI 118) 0))
90      (set (reg:QI 121) (subreg:QI (reg:SI 119) 0))
91      (set (reg:SI 122) (plus:SI (subreg:SI (reg:QI 120) 0)
92                                 (subreg:SI (reg:QI 121) 0)))
93
94    are very common on machines that can only do word-sized operations.
95    For each use of a paradoxical subreg (subreg:WIDER (reg:NARROW N) 0),
96    if it has a single def and it is (subreg:NARROW (reg:WIDE M) 0),
97    we can replace the paradoxical subreg with simply (reg:WIDE M).  The
98    above will simplify this to
99
100      (set (reg:QI 120) (subreg:QI (reg:SI 118) 0))
101      (set (reg:QI 121) (subreg:QI (reg:SI 119) 0))
102      (set (reg:SI 122) (plus:SI (reg:SI 118) (reg:SI 119)))
103
104    where the first two insns are now dead.  */
105
106
107 static struct df *df;
108 static int num_changes;
109
110 \f
111 /* Do not try to replace constant addresses or addresses of local and
112    argument slots.  These MEM expressions are made only once and inserted
113    in many instructions, as well as being used to control symbol table
114    output.  It is not safe to clobber them.
115
116    There are some uncommon cases where the address is already in a register
117    for some reason, but we cannot take advantage of that because we have
118    no easy way to unshare the MEM.  In addition, looking up all stack
119    addresses is costly.  */
120
121 static bool
122 can_simplify_addr (rtx addr)
123 {
124   rtx reg;
125
126   if (CONSTANT_ADDRESS_P (addr))
127     return false;
128
129   if (GET_CODE (addr) == PLUS)
130     reg = XEXP (addr, 0);
131   else
132     reg = addr;
133
134   return (!REG_P (reg)
135           || (REGNO (reg) != FRAME_POINTER_REGNUM
136               && REGNO (reg) != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM
137               && REGNO (reg) != ARG_POINTER_REGNUM));
138 }
139
140 /* Returns a canonical version of X for the address, from the point of view,
141    that all multiplications are represented as MULT instead of the multiply
142    by a power of 2 being represented as ASHIFT.
143
144    Every ASHIFT we find has been made by simplify_gen_binary and was not
145    there before, so it is not shared.  So we can do this in place.  */
146
147 static void
148 canonicalize_address (rtx x)
149 {
150   for (;;)
151     switch (GET_CODE (x))
152       {
153       case ASHIFT:
154         if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
155             && INTVAL (XEXP (x, 1)) < GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (x))
156             && INTVAL (XEXP (x, 1)) >= 0)
157           {
158             HOST_WIDE_INT shift = INTVAL (XEXP (x, 1));
159             PUT_CODE (x, MULT);
160             XEXP (x, 1) = gen_int_mode ((HOST_WIDE_INT) 1 << shift,
161                                         GET_MODE (x));
162           }
163
164         x = XEXP (x, 0);
165         break;
166
167       case PLUS:
168         if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
169             || GET_CODE (XEXP (x, 0)) == ASHIFT
170             || GET_CODE (XEXP (x, 0)) == CONST)
171           canonicalize_address (XEXP (x, 0));
172
173         x = XEXP (x, 1);
174         break;
175
176       case CONST:
177         x = XEXP (x, 0);
178         break;
179
180       default:
181         return;
182       }
183 }
184
185 /* OLD is a memory address.  Return whether it is good to use NEW instead,
186    for a memory access in the given MODE.  */
187
188 static bool
189 should_replace_address (rtx old, rtx new, enum machine_mode mode)
190 {
191   int gain;
192
193   if (rtx_equal_p (old, new) || !memory_address_p (mode, new))
194     return false;
195
196   /* Copy propagation is always ok.  */
197   if (REG_P (old) && REG_P (new))
198     return true;
199
200   /* Prefer the new address if it is less expensive.  */
201   gain = address_cost (old, mode) - address_cost (new, mode);
202
203   /* If the addresses have equivalent cost, prefer the new address
204      if it has the highest `rtx_cost'.  That has the potential of
205      eliminating the most insns without additional costs, and it
206      is the same that cse.c used to do.  */
207   if (gain == 0)
208     gain = rtx_cost (new, SET) - rtx_cost (old, SET);
209
210   return (gain > 0);
211 }
212
213 /* Replace all occurrences of OLD in *PX with NEW and try to simplify the
214    resulting expression.  Replace *PX with a new RTL expression if an
215    occurrence of OLD was found.
216
217    If CAN_APPEAR is true, we always return true; if it is false, we
218    can return false if, for at least one occurrence OLD, we failed to
219    collapse the result to a constant.  For example, (mult:M (reg:M A)
220    (minus:M (reg:M B) (reg:M A))) may collapse to zero if replacing
221    (reg:M B) with (reg:M A).
222
223    CAN_APPEAR is disregarded inside MEMs: in that case, we always return
224    true if the simplification is a cheaper and valid memory address.
225
226    This is only a wrapper around simplify-rtx.c: do not add any pattern
227    matching code here.  (The sole exception is the handling of LO_SUM, but
228    that is because there is no simplify_gen_* function for LO_SUM).  */
229
230 static bool
231 propagate_rtx_1 (rtx *px, rtx old, rtx new, bool can_appear)
232 {
233   rtx x = *px, tem = NULL_RTX, op0, op1, op2;
234   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
235   enum machine_mode mode = GET_MODE (x);
236   enum machine_mode op_mode;
237   bool valid_ops = true;
238
239   /* If X is OLD_RTX, return NEW_RTX.  Otherwise, if this is an expression,
240      try to build a new expression from recursive substitution.  */
241
242   if (x == old)
243     {
244       *px = new;
245       return can_appear;
246     }
247
248   switch (GET_RTX_CLASS (code))
249     {
250     case RTX_UNARY:
251       op0 = XEXP (x, 0);
252       op_mode = GET_MODE (op0);
253       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op0, old, new, can_appear);
254       if (op0 == XEXP (x, 0))
255         return true;
256       tem = simplify_gen_unary (code, mode, op0, op_mode);
257       break;
258
259     case RTX_BIN_ARITH:
260     case RTX_COMM_ARITH:
261       op0 = XEXP (x, 0);
262       op1 = XEXP (x, 1);
263       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op0, old, new, can_appear);
264       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op1, old, new, can_appear);
265       if (op0 == XEXP (x, 0) && op1 == XEXP (x, 1))
266         return true;
267       tem = simplify_gen_binary (code, mode, op0, op1);
268       break;
269
270     case RTX_COMPARE:
271     case RTX_COMM_COMPARE:
272       op0 = XEXP (x, 0);
273       op1 = XEXP (x, 1);
274       op_mode = GET_MODE (op0) != VOIDmode ? GET_MODE (op0) : GET_MODE (op1);
275       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op0, old, new, can_appear);
276       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op1, old, new, can_appear);
277       if (op0 == XEXP (x, 0) && op1 == XEXP (x, 1))
278         return true;
279       tem = simplify_gen_relational (code, mode, op_mode, op0, op1);
280       break;
281
282     case RTX_TERNARY:
283     case RTX_BITFIELD_OPS:
284       op0 = XEXP (x, 0);
285       op1 = XEXP (x, 1);
286       op2 = XEXP (x, 2);
287       op_mode = GET_MODE (op0);
288       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op0, old, new, can_appear);
289       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op1, old, new, can_appear);
290       valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op2, old, new, can_appear);
291       if (op0 == XEXP (x, 0) && op1 == XEXP (x, 1) && op2 == XEXP (x, 2))
292         return true;
293       if (op_mode == VOIDmode)
294         op_mode = GET_MODE (op0);
295       tem = simplify_gen_ternary (code, mode, op_mode, op0, op1, op2);
296       break;
297
298     case RTX_EXTRA:
299       /* The only case we try to handle is a SUBREG.  */
300       if (code == SUBREG)
301         {
302           op0 = XEXP (x, 0);
303           valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op0, old, new, can_appear);
304           if (op0 == XEXP (x, 0))
305             return true;
306           tem = simplify_gen_subreg (mode, op0, GET_MODE (SUBREG_REG (x)),
307                                      SUBREG_BYTE (x));
308         }
309       break;
310
311     case RTX_OBJ:
312       if (code == MEM && x != new)
313         {
314           rtx new_op0;
315           op0 = XEXP (x, 0);
316
317           /* There are some addresses that we cannot work on.  */
318           if (!can_simplify_addr (op0))
319             return true;
320
321           op0 = new_op0 = targetm.delegitimize_address (op0);
322           valid_ops &= propagate_rtx_1 (&new_op0, old, new, true);
323
324           /* Dismiss transformation that we do not want to carry on.  */
325           if (!valid_ops
326               || new_op0 == op0
327               || !(GET_MODE (new_op0) == GET_MODE (op0)
328                    || GET_MODE (new_op0) == VOIDmode))
329             return true;
330
331           canonicalize_address (new_op0);
332
333           /* Copy propagations are always ok.  Otherwise check the costs.  */
334           if (!(REG_P (old) && REG_P (new))
335               && !should_replace_address (op0, new_op0, GET_MODE (x)))
336             return true;
337
338           tem = replace_equiv_address_nv (x, new_op0);
339         }
340
341       else if (code == LO_SUM)
342         {
343           op0 = XEXP (x, 0);
344           op1 = XEXP (x, 1);
345
346           /* The only simplification we do attempts to remove references to op0
347              or make it constant -- in both cases, op0's invalidity will not
348              make the result invalid.  */
349           propagate_rtx_1 (&op0, old, new, true);
350           valid_ops &= propagate_rtx_1 (&op1, old, new, can_appear);
351           if (op0 == XEXP (x, 0) && op1 == XEXP (x, 1))
352             return true;
353
354           /* (lo_sum (high x) x) -> x  */
355           if (GET_CODE (op0) == HIGH && rtx_equal_p (XEXP (op0, 0), op1))
356             tem = op1;
357           else
358             tem = gen_rtx_LO_SUM (mode, op0, op1);
359
360           /* OP1 is likely not a legitimate address, otherwise there would have
361              been no LO_SUM.  We want it to disappear if it is invalid, return
362              false in that case.  */
363           return memory_address_p (mode, tem);
364         }
365
366       else if (code == REG)
367         {
368           if (rtx_equal_p (x, old))
369             {
370               *px = new;
371               return can_appear;
372             }
373         }
374       break;
375
376     default:
377       break;
378     }
379
380   /* No change, no trouble.  */
381   if (tem == NULL_RTX)
382     return true;
383
384   *px = tem;
385
386   /* The replacement we made so far is valid, if all of the recursive
387      replacements were valid, or we could simplify everything to
388      a constant.  */
389   return valid_ops || can_appear || CONSTANT_P (tem);
390 }
391
392 /* Replace all occurrences of OLD in X with NEW and try to simplify the
393    resulting expression (in mode MODE).  Return a new expression if it is
394    a constant, otherwise X.
395
396    Simplifications where occurrences of NEW collapse to a constant are always
397    accepted.  All simplifications are accepted if NEW is a pseudo too.
398    Otherwise, we accept simplifications that have a lower or equal cost.  */
399
400 static rtx
401 propagate_rtx (rtx x, enum machine_mode mode, rtx old, rtx new)
402 {
403   rtx tem;
404   bool collapsed;
405
406   if (REG_P (new) && REGNO (new) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
407     return NULL_RTX;
408
409   new = copy_rtx (new);
410
411   tem = x;
412   collapsed = propagate_rtx_1 (&tem, old, new, REG_P (new) || CONSTANT_P (new));
413   if (tem == x || !collapsed)
414     return NULL_RTX;
415
416   /* gen_lowpart_common will not be able to process VOIDmode entities other
417      than CONST_INTs.  */
418   if (GET_MODE (tem) == VOIDmode && GET_CODE (tem) != CONST_INT)
419     return NULL_RTX;
420
421   if (GET_MODE (tem) == VOIDmode)
422     tem = rtl_hooks.gen_lowpart_no_emit (mode, tem);
423   else
424     gcc_assert (GET_MODE (tem) == mode);
425
426   return tem;
427 }
428
429
430 \f
431
432 /* Return true if the register from reference REF is killed
433    between FROM to (but not including) TO.  */
434
435 static bool 
436 local_ref_killed_between_p (struct df_ref * ref, rtx from, rtx to)
437 {
438   rtx insn;
439   struct df_ref *def;
440
441   for (insn = from; insn != to; insn = NEXT_INSN (insn))
442     {
443       if (!INSN_P (insn))
444         continue;
445
446       def = DF_INSN_DEFS (df, insn);
447       while (def)
448         {
449           if (DF_REF_REGNO (ref) == DF_REF_REGNO (def))
450             return true;
451           def = def->next_ref;
452         }
453     }
454   return false;
455 }
456
457
458 /* Check if the given DEF is available in INSN.  This would require full
459    computation of available expressions; we check only restricted conditions:
460    - if DEF is the sole definition of its register, go ahead;
461    - in the same basic block, we check for no definitions killing the
462      definition of DEF_INSN;
463    - if USE's basic block has DEF's basic block as the sole predecessor,
464      we check if the definition is killed after DEF_INSN or before
465      TARGET_INSN insn, in their respective basic blocks.  */
466 static bool
467 use_killed_between (struct df_ref *use, rtx def_insn, rtx target_insn)
468 {
469   basic_block def_bb = BLOCK_FOR_INSN (def_insn);
470   basic_block target_bb = BLOCK_FOR_INSN (target_insn);
471   int regno;
472   struct df_ref * def;
473
474   /* In some obscure situations we can have a def reaching a use
475      that is _before_ the def.  In other words the def does not
476      dominate the use even though the use and def are in the same
477      basic block.  This can happen when a register may be used
478      uninitialized in a loop.  In such cases, we must assume that
479      DEF is not available.  */
480   if (def_bb == target_bb
481       ? DF_INSN_LUID (df, def_insn) >= DF_INSN_LUID (df, target_insn)
482       : !dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, target_bb, def_bb))
483     return true;
484
485   /* Check if the reg in USE has only one definition.  We already
486      know that this definition reaches use, or we wouldn't be here.  */
487   regno = DF_REF_REGNO (use);
488   def = DF_REG_DEF_GET (df, regno)->reg_chain;
489   if (def && (def->next_reg == NULL))
490     return false;
491
492   /* Check locally if we are in the same basic block.  */
493   if (def_bb == target_bb)
494     return local_ref_killed_between_p (use, def_insn, target_insn);
495
496   /* Finally, if DEF_BB is the sole predecessor of TARGET_BB.  */
497   if (single_pred_p (target_bb)
498       && single_pred (target_bb) == def_bb)
499     {
500       struct df_ref *x;
501
502       /* See if USE is killed between DEF_INSN and the last insn in the
503          basic block containing DEF_INSN.  */
504       x = df_bb_regno_last_def_find (df, def_bb, regno);
505       if (x && DF_INSN_LUID (df, x->insn) >= DF_INSN_LUID (df, def_insn))
506         return true;
507
508       /* See if USE is killed between TARGET_INSN and the first insn in the
509          basic block containing TARGET_INSN.  */
510       x = df_bb_regno_first_def_find (df, target_bb, regno);
511       if (x && DF_INSN_LUID (df, x->insn) < DF_INSN_LUID (df, target_insn))
512         return true;
513
514       return false;
515     }
516
517   /* Otherwise assume the worst case.  */
518   return true;
519 }
520
521
522 /* for_each_rtx traversal function that returns 1 if BODY points to
523    a non-constant mem.  */
524
525 static int
526 varying_mem_p (rtx *body, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
527 {
528   rtx x = *body;
529   return MEM_P (x) && !MEM_READONLY_P (x);
530 }
531             
532 /* Check if all uses in DEF_INSN can be used in TARGET_INSN.  This
533    would require full computation of available expressions;
534    we check only restricted conditions, see use_killed_between.  */
535 static bool
536 all_uses_available_at (rtx def_insn, rtx target_insn)
537 {
538   struct df_ref * use;
539   rtx def_set = single_set (def_insn);
540
541   gcc_assert (def_set);
542
543   /* If target_insn comes right after def_insn, which is very common
544      for addresses, we can use a quicker test.  */
545   if (NEXT_INSN (def_insn) == target_insn
546       && REG_P (SET_DEST (def_set)))
547     {
548       rtx def_reg = SET_DEST (def_set);
549
550       /* If the insn uses the reg that it defines, the substitution is
551          invalid.  */
552       for (use = DF_INSN_USES (df, def_insn); use; use = use->next_ref)
553         if (rtx_equal_p (use->reg, def_reg))
554           return false;
555     }
556   else
557     {
558       /* Look at all the uses of DEF_INSN, and see if they are not
559          killed between DEF_INSN and TARGET_INSN.  */
560       for (use = DF_INSN_USES (df, def_insn); use; use = use->next_ref)
561         if (use_killed_between (use, def_insn, target_insn))
562           return false;
563     }
564
565   /* We don't do any analysis of memories or aliasing.  Reject any
566      instruction that involves references to non-constant memory.  */
567   return !for_each_rtx (&SET_SRC (def_set), varying_mem_p, NULL);
568 }
569
570 \f
571 struct find_occurrence_data
572 {
573   rtx find;
574   rtx *retval;
575 };
576
577 /* Callback for for_each_rtx, used in find_occurrence.
578    See if PX is the rtx we have to find.  Return 1 to stop for_each_rtx
579    if successful, or 0 to continue traversing otherwise.  */
580
581 static int
582 find_occurrence_callback (rtx *px, void *data)
583 {
584   struct find_occurrence_data *fod = (struct find_occurrence_data *) data;
585   rtx x = *px;
586   rtx find = fod->find;
587
588   if (x == find)
589     {
590       fod->retval = px;
591       return 1;
592     }
593
594   return 0;
595 }
596
597 /* Return a pointer to one of the occurrences of register FIND in *PX.  */
598
599 static rtx *
600 find_occurrence (rtx *px, rtx find)
601 {
602   struct find_occurrence_data data;
603
604   gcc_assert (REG_P (find)
605               || (GET_CODE (find) == SUBREG
606                   && REG_P (SUBREG_REG (find))));
607
608   data.find = find;
609   data.retval = NULL;
610   for_each_rtx (px, find_occurrence_callback, &data);
611   return data.retval;
612 }
613
614 \f
615 /* Inside INSN, the expression rooted at *LOC has been changed, moving some
616    uses from ORIG_USES.  Find those that are present, and create new items
617    in the data flow object of the pass.  Mark any new uses as having the
618    given TYPE.  */
619 static void
620 update_df (rtx insn, rtx *loc, struct df_ref *orig_uses, enum df_ref_type type,
621            int new_flags)
622 {
623   struct df_ref *use;
624
625   /* Add a use for the registers that were propagated.  */
626   for (use = orig_uses; use; use = use->next_ref)
627     {
628       struct df_ref *orig_use = use, *new_use;
629       rtx *new_loc = find_occurrence (loc, DF_REF_REG (orig_use));
630
631       if (!new_loc)
632         continue;
633
634       /* Add a new insn use.  Use the original type, because it says if the
635          use was within a MEM.  */
636       new_use = df_ref_create (df, DF_REF_REG (orig_use), new_loc,
637                                insn, BLOCK_FOR_INSN (insn),
638                                type, DF_REF_FLAGS (orig_use) | new_flags);
639
640       /* Set up the use-def chain.  */
641       df_chain_copy (df->problems_by_index[DF_CHAIN], 
642                      new_use, DF_REF_CHAIN (orig_use));
643     }
644 }
645
646
647 /* Try substituting NEW into LOC, which originated from forward propagation
648    of USE's value from DEF_INSN.  SET_REG_EQUAL says whether we are
649    substituting the whole SET_SRC, so we can set a REG_EQUAL note if the
650    new insn is not recognized.  Return whether the substitution was
651    performed.  */
652
653 static bool
654 try_fwprop_subst (struct df_ref *use, rtx *loc, rtx new, rtx def_insn, bool set_reg_equal)
655 {
656   rtx insn = DF_REF_INSN (use);
657   enum df_ref_type type = DF_REF_TYPE (use);
658   int flags = DF_REF_FLAGS (use);
659
660   if (dump_file)
661     {
662       fprintf (dump_file, "\nIn insn %d, replacing\n ", INSN_UID (insn));
663       print_inline_rtx (dump_file, *loc, 2);
664       fprintf (dump_file, "\n with ");
665       print_inline_rtx (dump_file, new, 2);
666       fprintf (dump_file, "\n");
667     }
668
669   if (validate_change (insn, loc, new, false))
670     {
671       num_changes++;
672       if (dump_file)
673         fprintf (dump_file, "Changed insn %d\n", INSN_UID (insn));
674
675       /* Unlink the use that we changed.  */
676       df_ref_remove (df, use);
677       if (!CONSTANT_P (new))
678         update_df (insn, loc, DF_INSN_USES (df, def_insn), type, flags);
679
680       return true;
681     }
682   else
683     {
684       if (dump_file)
685         fprintf (dump_file, "Changes to insn %d not recognized\n",
686                  INSN_UID (insn));
687
688       /* Can also record a simplified value in a REG_EQUAL note, making a
689          new one if one does not already exist.  */
690       if (set_reg_equal)
691         {
692           if (dump_file)
693             fprintf (dump_file, " Setting REG_EQUAL note\n");
694
695           set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (new));
696
697           /* ??? Is this still necessary if we add the note through
698              set_unique_reg_note?  */
699           if (!CONSTANT_P (new))
700             update_df (insn, loc, DF_INSN_USES (df, def_insn),
701                        type, DF_REF_IN_NOTE);
702         }
703
704       return false;
705     }
706 }
707
708
709 /* If USE is a paradoxical subreg, see if it can be replaced by a pseudo.  */
710
711 static bool
712 forward_propagate_subreg (struct df_ref *use, rtx def_insn, rtx def_set)
713 {
714   rtx use_reg = DF_REF_REG (use);
715   rtx use_insn, src;
716
717   /* Only consider paradoxical subregs... */
718   enum machine_mode use_mode = GET_MODE (use_reg);
719   if (GET_CODE (use_reg) != SUBREG
720       || !REG_P (SET_DEST (def_set))
721       || GET_MODE_SIZE (use_mode)
722          <= GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (use_reg))))
723     return false;
724
725   /* If this is a paradoxical SUBREG, we have no idea what value the
726      extra bits would have.  However, if the operand is equivalent to
727      a SUBREG whose operand is the same as our mode, and all the modes
728      are within a word, we can just use the inner operand because
729      these SUBREGs just say how to treat the register.  */
730   use_insn = DF_REF_INSN (use);
731   src = SET_SRC (def_set);
732   if (GET_CODE (src) == SUBREG
733       && REG_P (SUBREG_REG (src))
734       && GET_MODE (SUBREG_REG (src)) == use_mode
735       && subreg_lowpart_p (src)
736       && all_uses_available_at (def_insn, use_insn))
737     return try_fwprop_subst (use, DF_REF_LOC (use), SUBREG_REG (src),
738                              def_insn, false);
739   else
740     return false;
741 }
742
743 /* Try to replace USE with SRC (defined in DEF_INSN) and simplify the
744    result.  */
745
746 static bool
747 forward_propagate_and_simplify (struct df_ref *use, rtx def_insn, rtx def_set)
748 {
749   rtx use_insn = DF_REF_INSN (use);
750   rtx use_set = single_set (use_insn);
751   rtx src, reg, new, *loc;
752   bool set_reg_equal;
753   enum machine_mode mode;
754
755   if (!use_set)
756     return false;
757
758   /* Do not propagate into PC, CC0, etc.  */
759   if (GET_MODE (SET_DEST (use_set)) == VOIDmode)
760     return false;
761
762   /* If def and use are subreg, check if they match.  */
763   reg = DF_REF_REG (use);
764   if (GET_CODE (reg) == SUBREG
765       && GET_CODE (SET_DEST (def_set)) == SUBREG
766       && (SUBREG_BYTE (SET_DEST (def_set)) != SUBREG_BYTE (reg)
767           || GET_MODE (SET_DEST (def_set)) != GET_MODE (reg)))
768     return false;
769
770   /* Check if the def had a subreg, but the use has the whole reg.  */
771   if (REG_P (reg) && GET_CODE (SET_DEST (def_set)) == SUBREG)
772     return false;
773
774   /* Check if the use has a subreg, but the def had the whole reg.  Unlike the
775      previous case, the optimization is possible and often useful indeed.  */
776   if (GET_CODE (reg) == SUBREG && REG_P (SET_DEST (def_set)))
777     reg = SUBREG_REG (reg);
778
779   /* Check if the substitution is valid (last, because it's the most
780      expensive check!).  */
781   src = SET_SRC (def_set);
782   if (!CONSTANT_P (src) && !all_uses_available_at (def_insn, use_insn))
783     return false;
784
785   /* Check if the def is loading something from the constant pool; in this
786      case we would undo optimization such as compress_float_constant.
787      Still, we can set a REG_EQUAL note.  */
788   if (MEM_P (src) && MEM_READONLY_P (src))
789     {
790       rtx x = avoid_constant_pool_reference (src);
791       if (x != src)
792         {
793           rtx note = find_reg_note (use_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
794           rtx old = note ? XEXP (note, 0) : SET_SRC (use_set);
795           rtx new = simplify_replace_rtx (old, src, x);
796           if (old != new)       
797             set_unique_reg_note (use_insn, REG_EQUAL, copy_rtx (new));
798         }
799       return false;
800     }
801
802   /* Else try simplifying.  */
803
804   if (DF_REF_TYPE (use) == DF_REF_REG_MEM_STORE)
805     {
806       loc = &SET_DEST (use_set);
807       set_reg_equal = false;
808     }
809   else
810     {
811       rtx note = find_reg_note (use_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
812       if (DF_REF_FLAGS (use) & DF_REF_IN_NOTE)
813         loc = &XEXP (note, 0);
814       else
815         loc = &SET_SRC (use_set);
816           
817       /* Do not replace an existing REG_EQUAL note if the insn is not
818          recognized.  Either we're already replacing in the note, or
819          we'll separately try plugging the definition in the note and
820          simplifying.  */
821       set_reg_equal = (note == NULL_RTX);
822     }
823
824   if (GET_MODE (*loc) == VOIDmode)
825     mode = GET_MODE (SET_DEST (use_set));
826   else
827     mode = GET_MODE (*loc);
828
829   new = propagate_rtx (*loc, mode, reg, src);
830   
831   if (!new)
832     return false;
833
834   return try_fwprop_subst (use, loc, new, def_insn, set_reg_equal);
835 }
836
837
838 /* Given a use USE of an insn, if it has a single reaching
839    definition, try to forward propagate it into that insn.  */
840
841 static void
842 forward_propagate_into (struct df_ref *use)
843 {
844   struct df_link *defs;
845   struct df_ref *def;
846   rtx def_insn, def_set, use_insn;
847   rtx parent;  
848
849   if (DF_REF_FLAGS (use) & DF_REF_READ_WRITE)
850     return;
851   if (DF_REF_FLAGS (use) & DF_REF_ARTIFICIAL)
852     return;
853
854   /* Only consider uses that have a single definition.  */
855   defs = DF_REF_CHAIN (use);
856   if (!defs || defs->next)
857     return;
858
859   def = defs->ref;
860   if (DF_REF_FLAGS (def) & DF_REF_READ_WRITE)
861     return;
862   if (DF_REF_FLAGS (def) & DF_REF_ARTIFICIAL)
863     return;
864
865   /* Do not propagate loop invariant definitions inside the loop if
866      we are going to unroll.  */
867   if (current_loops
868       && DF_REF_BB (def)->loop_father != DF_REF_BB (use)->loop_father)
869     return;
870
871   /* Check if the use is still present in the insn!  */
872   use_insn = DF_REF_INSN (use);
873   if (DF_REF_FLAGS (use) & DF_REF_IN_NOTE)
874     parent = find_reg_note (use_insn, REG_EQUAL, NULL_RTX);
875   else
876     parent = PATTERN (use_insn);
877
878   if (!loc_mentioned_in_p (DF_REF_LOC (use), parent))
879     return;
880
881   def_insn = DF_REF_INSN (def);
882   def_set = single_set (def_insn);
883   if (!def_set)
884     return;
885
886   /* Only try one kind of propagation.  If two are possible, we'll
887      do it on the following iterations.  */
888   if (!forward_propagate_and_simplify (use, def_insn, def_set))
889     forward_propagate_subreg (use, def_insn, def_set);
890 }
891
892 \f
893 static void
894 fwprop_init (void)
895 {
896   num_changes = 0;
897   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
898
899   /* We do not always want to propagate into loops, so we have to find
900      loops and be careful about them.  But we have to call flow_loops_find
901      before df_analyze, because flow_loops_find may introduce new jump
902      insns (sadly) if we are not working in cfglayout mode.  */
903   if (flag_rerun_cse_after_loop && (flag_unroll_loops || flag_peel_loops))
904     loop_optimizer_init (0);
905
906   /* Now set up the dataflow problem (we only want use-def chains) and
907      put the dataflow solver to work.  */
908   df = df_init (DF_HARD_REGS | DF_SUBREGS | DF_EQUIV_NOTES);
909   df_chain_add_problem (df, DF_UD_CHAIN);
910   df_analyze (df);
911   df_dump (df, dump_file);
912 }
913
914 static void
915 fwprop_done (void)
916 {
917   df_finish (df);
918
919   if (flag_rerun_cse_after_loop && (flag_unroll_loops || flag_peel_loops))
920     loop_optimizer_finalize ();
921
922   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
923   cleanup_cfg (0);
924   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
925
926   if (dump_file)
927     fprintf (dump_file,
928              "\nNumber of successful forward propagations: %d\n\n",
929              num_changes);
930 }
931
932
933
934 /* Main entry point.  */
935
936 static bool
937 gate_fwprop (void)
938 {
939   return optimize > 0 && flag_forward_propagate;
940 }
941
942 static unsigned int
943 fwprop (void)
944 {
945   unsigned i;
946
947   fwprop_init ();
948
949   /* Go through all the uses.  update_df will create new ones at the
950      end, and we'll go through them as well.
951
952      Do not forward propagate addresses into loops until after unrolling.
953      CSE did so because it was able to fix its own mess, but we are not.  */
954
955   df_reorganize_refs (&df->use_info);
956   for (i = 0; i < DF_USES_SIZE (df); i++)
957     {
958       struct df_ref *use = DF_USES_GET (df, i);
959       if (use)
960         if (!current_loops 
961             || DF_REF_TYPE (use) == DF_REF_REG_USE
962             || DF_REF_BB (use)->loop_father == NULL)
963           forward_propagate_into (use);
964     }
965
966   fwprop_done ();
967
968   return 0;
969 }
970
971 struct tree_opt_pass pass_rtl_fwprop =
972 {
973   "fwprop1",                            /* name */
974   gate_fwprop,                          /* gate */   
975   fwprop,                               /* execute */       
976   NULL,                                 /* sub */
977   NULL,                                 /* next */
978   0,                                    /* static_pass_number */
979   TV_FWPROP,                            /* tv_id */
980   0,                                    /* properties_required */
981   0,                                    /* properties_provided */
982   0,                                    /* properties_destroyed */
983   0,                                    /* todo_flags_start */
984   TODO_dump_func,                       /* todo_flags_finish */
985   0                                     /* letter */
986 };
987
988 static bool
989 gate_fwprop_addr (void)
990 {
991   return optimize > 0 && flag_forward_propagate && flag_rerun_cse_after_loop
992          && (flag_unroll_loops || flag_peel_loops);
993 }
994
995 static unsigned int
996 fwprop_addr (void)
997 {
998   unsigned i;
999   fwprop_init ();
1000
1001   /* Go through all the uses.  update_df will create new ones at the
1002      end, and we'll go through them as well.  */
1003   df_reorganize_refs (&df->use_info);
1004   for (i = 0; i < DF_USES_SIZE (df); i++)
1005     {
1006       struct df_ref *use = DF_USES_GET (df, i);
1007       if (use)
1008         if (DF_REF_TYPE (use) != DF_REF_REG_USE
1009             && DF_REF_BB (use)->loop_father != NULL)
1010           forward_propagate_into (use);
1011     }
1012
1013   fwprop_done ();
1014
1015   return 0;
1016 }
1017
1018 struct tree_opt_pass pass_rtl_fwprop_addr =
1019 {
1020   "fwprop2",                            /* name */
1021   gate_fwprop_addr,                     /* gate */   
1022   fwprop_addr,                          /* execute */       
1023   NULL,                                 /* sub */
1024   NULL,                                 /* next */
1025   0,                                    /* static_pass_number */
1026   TV_FWPROP,                            /* tv_id */
1027   0,                                    /* properties_required */
1028   0,                                    /* properties_provided */
1029   0,                                    /* properties_destroyed */
1030   0,                                    /* todo_flags_start */
1031   TODO_dump_func,                       /* todo_flags_finish */
1032   0                                     /* letter */
1033 };