OSDN Git Service

2001-10-10 Stan Shebs <shebs@apple.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 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, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
20 02111-1307, USA.  */
21
22 /* TODO
23    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
24    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
25      calc of how many regs are available in each class and use that to
26      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
27    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
28      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
29      allows more load motion, particularly out of loops.
30    - ability to realloc sbitmap vectors would allow one initial computation
31      of reg_set_in_block with only subsequent additions, rather than
32      recomputing it for each pass
33
34 */
35
36 /* References searched while implementing this.
37
38    Compilers Principles, Techniques and Tools
39    Aho, Sethi, Ullman
40    Addison-Wesley, 1988
41
42    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
43    E. Morel, C. Renvoise
44    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
45
46    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
47    Frederick Chow
48    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
49
50    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
51    D.M. Dhamdhere
52    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
53
54    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
55    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
56    K-H Drechsler, M.P. Stadel
57    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
58
59    Practical Adaptation of the Global Optimization
60    Algorithm of Morel and Renvoise
61    D.M. Dhamdhere
62    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
63
64    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
65    Dependence Graph
66    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
67    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
68
69    Lazy Code Motion
70    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
71    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
72
73    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
74    Time for Reducible Flow Control
75    Thomas Ball
76    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
77    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
78
79    An Efficient Representation for Sparse Sets
80    Preston Briggs, Linda Torczon
81    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
82    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
83
84    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
85    K-H Drechsler, M.P. Stadel
86    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
87
88    Partial Dead Code Elimination
89    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
90    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
91
92    Effective Partial Redundancy Elimination
93    P. Briggs, K.D. Cooper
94    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
95
96    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
97    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
98    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
99
100    Optimal Code Motion: Theory and Practice
101    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
102    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
103
104    The power of assignment motion
105    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
106    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
107
108    Global code motion / global value numbering
109    C. Click
110    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
111
112    Value Driven Redundancy Elimination
113    L.T. Simpson
114    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
115
116    Value Numbering
117    L.T. Simpson
118    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
119
120    High Performance Compilers for Parallel Computing
121    Michael Wolfe
122    Addison-Wesley, 1996
123
124    Advanced Compiler Design and Implementation
125    Steven Muchnick
126    Morgan Kaufmann, 1997
127
128    Building an Optimizing Compiler
129    Robert Morgan
130    Digital Press, 1998
131
132    People wishing to speed up the code here should read:
133      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
134      B.G. Ryder, M.C. Paull
135      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
136
137      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
138      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
139      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
140
141    People wishing to do something different can find various possibilities
142    in the above papers and elsewhere.
143 */
144
145 #include "config.h"
146 #include "system.h"
147 #include "toplev.h"
148
149 #include "rtl.h"
150 #include "tm_p.h"
151 #include "regs.h"
152 #include "hard-reg-set.h"
153 #include "flags.h"
154 #include "real.h"
155 #include "insn-config.h"
156 #include "recog.h"
157 #include "basic-block.h"
158 #include "output.h"
159 #include "function.h"
160 #include "expr.h" 
161 #include "ggc.h"
162 #include "params.h"
163
164 #include "obstack.h"
165 #define obstack_chunk_alloc gmalloc
166 #define obstack_chunk_free free
167
168 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
169    moving loop invariant calculations out of loops.
170
171    Originally this tended to create worse overall code, but several
172    improvements during the development of PRE seem to have made following
173    back edges generally a win.
174
175    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
176    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
177    out of loops.  At some point we might need to move some of those
178    heuristics into gcse.c.  */
179 #define FOLLOW_BACK_EDGES 1
180
181 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
182    are a superset of those done by GCSE.
183
184    We perform the following steps:
185
186    1) Compute basic block information.
187
188    2) Compute table of places where registers are set.
189
190    3) Perform copy/constant propagation.
191
192    4) Perform global cse.
193
194    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
195
196    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
197    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
198    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
199    GCSE will try to use an existing register containing the common
200    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
201    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
202
203    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
204    (set (pseudo-reg) (expression)).
205    Function want_to_gcse_p says what these are.
206
207    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
208    partially redundant).
209
210    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
211    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
212    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
213
214    **********************
215
216    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
217    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
218    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
219    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
220    the expense.
221
222    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
223    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
224    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
225    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
226
227    It was found doing copy propagation between each pass enables further
228    substitutions.
229
230    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
231    awhile to converge.  Hence we only perform one pass.  The parameter max-gcse-passes can
232    be modified if one wants to experiment.
233
234    **********************
235
236    The steps for PRE are:
237
238    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
239
240    2) Perform the data flow analysis for PRE.
241
242    3) Delete the redundant instructions
243
244    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
245       redundant instructions fully redundant.
246
247    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
248       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
249
250    The deletion is done first so that when we do insertions we
251    know which pseudo reg to use.
252
253    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
254    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
255    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
256
257    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
258    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
259    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
260    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
261    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
262    each register in each block and thus can try to use an existing register.
263
264    **********************
265
266    A fair bit of simplicity is created by creating small functions for simple
267    tasks, even when the function is only called in one place.  This may
268    measurably slow things down [or may not] by creating more function call
269    overhead than is necessary.  The source is laid out so that it's trivial
270    to make the affected functions inline so that one can measure what speed
271    up, if any, can be achieved, and maybe later when things settle things can
272    be rearranged.
273
274    Help stamp out big monolithic functions!  */
275 \f
276 /* GCSE global vars.  */
277
278 /* -dG dump file.  */
279 static FILE *gcse_file;
280
281 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
282    want to do this for two cases.
283
284     * If we changed any jumps via cprop.
285
286     * If we added any labels via edge splitting.  */
287
288 static int run_jump_opt_after_gcse;
289
290 /* Bitmaps are normally not included in debugging dumps.
291    However it's useful to be able to print them from GDB.
292    We could create special functions for this, but it's simpler to
293    just allow passing stderr to the dump_foo fns.  Since stderr can
294    be a macro, we store a copy here.  */
295 static FILE *debug_stderr;
296
297 /* An obstack for our working variables.  */
298 static struct obstack gcse_obstack;
299
300 /* Non-zero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
301    This is trivially true for integer and floating point values.
302    It may or may not be true for condition codes.  */
303 static char can_copy_p[(int) NUM_MACHINE_MODES];
304
305 /* Non-zero if can_copy_p has been initialized.  */
306 static int can_copy_init_p;
307
308 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
309
310 /* Hash table of expressions.  */
311
312 struct expr
313 {
314   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
315   rtx expr;
316   /* Index in the available expression bitmaps.  */
317   int bitmap_index;
318   /* Next entry with the same hash.  */
319   struct expr *next_same_hash;
320   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
321      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
322      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
323      to the occurrence and the output is not used between the start of
324      the block and the occurrence.  */
325   struct occr *antic_occr;
326   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
327      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
328      basic block and the operands are not modified by following statements in
329      the basic block [including this insn].  */
330   struct occr *avail_occr;
331   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
332      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
333      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
334   rtx reaching_reg;
335 };
336
337 /* Occurrence of an expression.
338    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
339    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
340
341 struct occr
342 {
343   /* Next occurrence of this expression.  */
344   struct occr *next;
345   /* The insn that computes the expression.  */
346   rtx insn;
347   /* Non-zero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
348   char deleted_p;
349   /* Non-zero if this [available] occurrence has been copied to
350      reaching_reg.  */
351   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
352      the same byte.  */
353   char copied_p;
354 };
355
356 /* Expression and copy propagation hash tables.
357    Each hash table is an array of buckets.
358    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
359    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
360    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
361    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
362    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
363    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
364
365 /* Total size of the expression hash table, in elements.  */
366 static unsigned int expr_hash_table_size;
367
368 /* The table itself.
369    This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
370 static struct expr **expr_hash_table;
371
372 /* Total size of the copy propagation hash table, in elements.  */
373 static unsigned int set_hash_table_size;
374
375 /* The table itself.
376    This is an array of `set_hash_table_size' elements.  */
377 static struct expr **set_hash_table;
378
379 /* Mapping of uids to cuids.
380    Only real insns get cuids.  */
381 static int *uid_cuid;
382
383 /* Highest UID in UID_CUID.  */
384 static int max_uid;
385
386 /* Get the cuid of an insn.  */
387 #ifdef ENABLE_CHECKING
388 #define INSN_CUID(INSN) (INSN_UID (INSN) > max_uid ? (abort (), 0) : uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
389 #else
390 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
391 #endif
392
393 /* Number of cuids.  */
394 static int max_cuid;
395
396 /* Mapping of cuids to insns.  */
397 static rtx *cuid_insn;
398
399 /* Get insn from cuid.  */
400 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
401
402 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
403    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
404    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
405 static unsigned int max_gcse_regno;
406
407 /* Maximum number of cse-able expressions found.  */
408 static int n_exprs;
409
410 /* Maximum number of assignments for copy propagation found.  */
411 static int n_sets;
412
413 /* Table of registers that are modified.
414
415    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
416    is set.
417
418    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
419    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
420    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
421
422    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
423    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
424    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
425    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
426    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
427    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
428    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
429    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
430    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
431    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
432    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
433    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
434    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
435
436 typedef struct reg_set
437 {
438   /* The next setting of this register.  */
439   struct reg_set *next;
440   /* The insn where it was set.  */
441   rtx insn;
442 } reg_set;
443
444 static reg_set **reg_set_table;
445
446 /* Size of `reg_set_table'.
447    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
448    necessary.  */
449 static int reg_set_table_size;
450
451 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
452 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
453
454 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
455    or store motion. 
456    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
457    anything except itself. (ie, loads and stores to a single location).
458    We can then allow movement of these MEM refs with a little special 
459    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
460    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
461    no side effects so we can re-issue the setter value.  
462    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
463    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
464
465 struct ls_expr
466 {
467   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
468   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
469   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
470   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
471   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
472   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
473   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
474   int hash_index;               /* Index when in a hash table.  */
475   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
476 };
477
478 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
479 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
480
481 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
482    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
483    the start of the basic block.  */
484 static sbitmap reg_set_bitmap;
485
486 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
487    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
488    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
489    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
490    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
491 static sbitmap *reg_set_in_block;
492
493 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
494    memory within that block.  */
495 static rtx * modify_mem_list;
496
497 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
498 static rtx * canon_modify_mem_list;
499 /* Various variables for statistics gathering.  */
500
501 /* Memory used in a pass.
502    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
503    to keep an eye on memory usage.  */
504 static int bytes_used;
505
506 /* GCSE substitutions made.  */
507 static int gcse_subst_count;
508 /* Number of copy instructions created.  */
509 static int gcse_create_count;
510 /* Number of constants propagated.  */
511 static int const_prop_count;
512 /* Number of copys propagated.  */
513 static int copy_prop_count;
514 \f
515 /* These variables are used by classic GCSE.
516    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
517    be declared sooner.  */
518
519 /* Each block has a bitmap of each type.
520    The length of each blocks bitmap is:
521
522        max_cuid  - for reaching definitions
523        n_exprs - for available expressions
524
525    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
526    rd_kill[block_num][cuid_num]
527    ae_kill[block_num][expr_num]                  */
528
529 /* For reaching defs */
530 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
531
532 /* for available exprs */
533 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
534
535 /* Objects of this type are passed around by the null-pointer check
536    removal routines.  */
537 struct null_pointer_info
538 {
539   /* The basic block being processed.  */
540   int current_block;
541   /* The first register to be handled in this pass.  */
542   unsigned int min_reg;
543   /* One greater than the last register to be handled in this pass.  */
544   unsigned int max_reg;
545   sbitmap *nonnull_local;
546   sbitmap *nonnull_killed;
547 };
548 \f
549 static void compute_can_copy    PARAMS ((void));
550 static char *gmalloc            PARAMS ((unsigned int));
551 static char *grealloc           PARAMS ((char *, unsigned int));
552 static char *gcse_alloc         PARAMS ((unsigned long));
553 static void alloc_gcse_mem      PARAMS ((rtx));
554 static void free_gcse_mem       PARAMS ((void));
555 static void alloc_reg_set_mem   PARAMS ((int));
556 static void free_reg_set_mem    PARAMS ((void));
557 static int get_bitmap_width     PARAMS ((int, int, int));
558 static void record_one_set      PARAMS ((int, rtx));
559 static void record_set_info     PARAMS ((rtx, rtx, void *));
560 static void compute_sets        PARAMS ((rtx));
561 static void hash_scan_insn      PARAMS ((rtx, int, int));
562 static void hash_scan_set       PARAMS ((rtx, rtx, int));
563 static void hash_scan_clobber   PARAMS ((rtx, rtx));
564 static void hash_scan_call      PARAMS ((rtx, rtx));
565 static int want_to_gcse_p       PARAMS ((rtx));
566 static int oprs_unchanged_p     PARAMS ((rtx, rtx, int));
567 static int oprs_anticipatable_p PARAMS ((rtx, rtx));
568 static int oprs_available_p     PARAMS ((rtx, rtx));
569 static void insert_expr_in_table PARAMS ((rtx, enum machine_mode, rtx,
570                                           int, int));
571 static void insert_set_in_table PARAMS ((rtx, rtx));
572 static unsigned int hash_expr   PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *, int));
573 static unsigned int hash_expr_1 PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *));
574 static unsigned int hash_string_1 PARAMS ((const char *));
575 static unsigned int hash_set    PARAMS ((int, int));
576 static int expr_equiv_p         PARAMS ((rtx, rtx));
577 static void record_last_reg_set_info PARAMS ((rtx, int));
578 static void record_last_mem_set_info PARAMS ((rtx));
579 static void record_last_set_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
580 static void compute_hash_table  PARAMS ((int));
581 static void alloc_set_hash_table PARAMS ((int));
582 static void free_set_hash_table PARAMS ((void));
583 static void compute_set_hash_table PARAMS ((void));
584 static void alloc_expr_hash_table PARAMS ((unsigned int));
585 static void free_expr_hash_table PARAMS ((void));
586 static void compute_expr_hash_table PARAMS ((void));
587 static void dump_hash_table     PARAMS ((FILE *, const char *, struct expr **,
588                                          int, int));
589 static struct expr *lookup_expr PARAMS ((rtx));
590 static struct expr *lookup_set  PARAMS ((unsigned int, rtx));
591 static struct expr *next_set    PARAMS ((unsigned int, struct expr *));
592 static void reset_opr_set_tables PARAMS ((void));
593 static int oprs_not_set_p       PARAMS ((rtx, rtx));
594 static void mark_call           PARAMS ((rtx));
595 static void mark_set            PARAMS ((rtx, rtx));
596 static void mark_clobber        PARAMS ((rtx, rtx));
597 static void mark_oprs_set       PARAMS ((rtx));
598 static void alloc_cprop_mem     PARAMS ((int, int));
599 static void free_cprop_mem      PARAMS ((void));
600 static void compute_transp      PARAMS ((rtx, int, sbitmap *, int));
601 static void compute_transpout   PARAMS ((void));
602 static void compute_local_properties PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
603                                               int));
604 static void compute_cprop_data  PARAMS ((void));
605 static void find_used_regs      PARAMS ((rtx *, void *));
606 static int try_replace_reg      PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
607 static struct expr *find_avail_set PARAMS ((int, rtx));
608 static int cprop_jump           PARAMS ((basic_block, rtx, rtx, rtx));
609 #ifdef HAVE_cc0
610 static int cprop_cc0_jump       PARAMS ((basic_block, rtx, struct reg_use *, rtx));
611 #endif
612 static void mems_conflict_for_gcse_p PARAMS ((rtx, rtx, void *));
613 static int load_killed_in_block_p    PARAMS ((basic_block, int, rtx, int));
614 static void canon_list_insert        PARAMS ((rtx, rtx, void *));
615 static int cprop_insn           PARAMS ((basic_block, rtx, int));
616 static int cprop                PARAMS ((int));
617 static int one_cprop_pass       PARAMS ((int, int));
618 static void alloc_pre_mem       PARAMS ((int, int));
619 static void free_pre_mem        PARAMS ((void));
620 static void compute_pre_data    PARAMS ((void));
621 static int pre_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, struct expr *, 
622                                             basic_block));
623 static void insert_insn_end_bb  PARAMS ((struct expr *, basic_block, int));
624 static void pre_insert_copy_insn PARAMS ((struct expr *, rtx));
625 static void pre_insert_copies   PARAMS ((void));
626 static int pre_delete           PARAMS ((void));
627 static int pre_gcse             PARAMS ((void));
628 static int one_pre_gcse_pass    PARAMS ((int));
629 static void add_label_notes     PARAMS ((rtx, rtx));
630 static void alloc_code_hoist_mem PARAMS ((int, int));
631 static void free_code_hoist_mem PARAMS ((void));
632 static void compute_code_hoist_vbeinout PARAMS ((void));
633 static void compute_code_hoist_data PARAMS ((void));
634 static int hoist_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, int, basic_block, 
635                                               char *));
636 static void hoist_code          PARAMS ((void));
637 static int one_code_hoisting_pass PARAMS ((void));
638 static void alloc_rd_mem        PARAMS ((int, int));
639 static void free_rd_mem         PARAMS ((void));
640 static void handle_rd_kill_set  PARAMS ((rtx, int, basic_block));
641 static void compute_kill_rd     PARAMS ((void));
642 static void compute_rd          PARAMS ((void));
643 static void alloc_avail_expr_mem PARAMS ((int, int));
644 static void free_avail_expr_mem PARAMS ((void));
645 static void compute_ae_gen      PARAMS ((void));
646 static int expr_killed_p        PARAMS ((rtx, basic_block));
647 static void compute_ae_kill     PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *));
648 static int expr_reaches_here_p  PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
649                                          basic_block, int));
650 static rtx computing_insn       PARAMS ((struct expr *, rtx));
651 static int def_reaches_here_p   PARAMS ((rtx, rtx));
652 static int can_disregard_other_sets PARAMS ((struct reg_set **, rtx, int));
653 static int handle_avail_expr    PARAMS ((rtx, struct expr *));
654 static int classic_gcse         PARAMS ((void));
655 static int one_classic_gcse_pass PARAMS ((int));
656 static void invalidate_nonnull_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
657 static void delete_null_pointer_checks_1 PARAMS ((varray_type *, unsigned int *,
658                                                   sbitmap *, sbitmap *,
659                                                   struct null_pointer_info *));
660 static rtx process_insert_insn  PARAMS ((struct expr *));
661 static int pre_edge_insert      PARAMS ((struct edge_list *, struct expr **));
662 static int expr_reaches_here_p_work PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
663                                              basic_block, int, char *));
664 static int pre_expr_reaches_here_p_work PARAMS ((basic_block, struct expr *,
665                                                  basic_block, char *));
666 static struct ls_expr * ldst_entry      PARAMS ((rtx));
667 static void free_ldst_entry             PARAMS ((struct ls_expr *));
668 static void free_ldst_mems              PARAMS ((void));
669 static void print_ldst_list             PARAMS ((FILE *));
670 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst PARAMS ((rtx));
671 static int enumerate_ldsts              PARAMS ((void));
672 static inline struct ls_expr * first_ls_expr PARAMS ((void));
673 static inline struct ls_expr * next_ls_expr  PARAMS ((struct ls_expr *));
674 static int simple_mem                   PARAMS ((rtx));
675 static void invalidate_any_buried_refs  PARAMS ((rtx));
676 static void compute_ld_motion_mems      PARAMS ((void)); 
677 static void trim_ld_motion_mems         PARAMS ((void));
678 static void update_ld_motion_stores     PARAMS ((struct expr *));
679 static void reg_set_info                PARAMS ((rtx, rtx, void *));
680 static int store_ops_ok                 PARAMS ((rtx, basic_block));
681 static void find_moveable_store         PARAMS ((rtx));
682 static int compute_store_table          PARAMS ((void));
683 static int load_kills_store             PARAMS ((rtx, rtx));
684 static int find_loads                   PARAMS ((rtx, rtx));
685 static int store_killed_in_insn         PARAMS ((rtx, rtx));
686 static int store_killed_after           PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
687 static int store_killed_before          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
688 static void build_store_vectors         PARAMS ((void));
689 static void insert_insn_start_bb        PARAMS ((rtx, basic_block));
690 static int insert_store                 PARAMS ((struct ls_expr *, edge));
691 static void replace_store_insn          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
692 static void delete_store                PARAMS ((struct ls_expr *, 
693                                                  basic_block));
694 static void free_store_memory           PARAMS ((void));
695 static void store_motion                PARAMS ((void));
696 \f
697 /* Entry point for global common subexpression elimination.
698    F is the first instruction in the function.  */
699
700 int
701 gcse_main (f, file)
702      rtx f;
703      FILE *file;
704 {
705   int changed, pass;
706   /* Bytes used at start of pass.  */
707   int initial_bytes_used;
708   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
709   int max_pass_bytes;
710   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
711   char *gcse_obstack_bottom;
712
713   /* Insertion of instructions on edges can create new basic blocks; we
714      need the original basic block count so that we can properly deallocate
715      arrays sized on the number of basic blocks originally in the cfg.  */
716   int orig_bb_count;
717   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
718      setjmp, so just punt to be safe.  */
719   if (current_function_calls_setjmp)
720     return 0;
721    
722   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
723   run_jump_opt_after_gcse = 0;
724
725   /* For calling dump_foo fns from gdb.  */
726   debug_stderr = stderr;
727   gcse_file = file;
728
729   /* Identify the basic block information for this function, including
730      successors and predecessors.  */
731   max_gcse_regno = max_reg_num ();
732
733   if (file)
734     dump_flow_info (file);
735
736   orig_bb_count = n_basic_blocks;
737   /* Return if there's nothing to do.  */
738   if (n_basic_blocks <= 1)
739     return 0;
740
741   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
742      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
743      particularly useful.
744
745      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
746      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
747      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
748      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
749   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
750     {
751       if (warn_disabled_optimization)
752       warning ("GCSE disabled: %d > 1000 basic blocks and %d >= 20 edges/basic block",
753                n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
754       return 0;
755     }
756
757   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
758      storage it's better just to disable the optimization.  */
759   if ((n_basic_blocks 
760        * SBITMAP_SET_SIZE (max_gcse_regno)
761        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
762     {
763       if (warn_disabled_optimization)
764         warning ("GCSE disabled: %d basic blocks and %d registers",
765                  n_basic_blocks, max_gcse_regno);
766
767       return 0;
768     }
769
770   /* See what modes support reg/reg copy operations.  */
771   if (! can_copy_init_p)
772     {
773       compute_can_copy ();
774       can_copy_init_p = 1;
775     }
776
777   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
778   bytes_used = 0;
779
780   /* We need alias.  */
781   init_alias_analysis ();
782   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
783      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
784      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
785      computation.
786
787      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
788      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
789      information about memory sets when we build the hash tables.  */
790
791   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
792   compute_sets (f);
793
794   pass = 0;
795   initial_bytes_used = bytes_used;
796   max_pass_bytes = 0;
797   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
798   changed = 1;
799   while (changed && pass < MAX_GCSE_PASSES)
800     {
801       changed = 0;
802       if (file)
803         fprintf (file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
804
805       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
806          and the reg_set_table data.  */
807       bytes_used = initial_bytes_used;
808
809       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
810       max_gcse_regno = max_reg_num ();
811
812       alloc_gcse_mem (f);
813
814       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
815          during this pass.  */
816       changed = one_cprop_pass (pass + 1, 0);
817
818       if (optimize_size)
819         changed |= one_classic_gcse_pass (pass + 1);
820       else
821         {
822           changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
823           /* We may have just created new basic blocks.  Release and
824              recompute various things which are sized on the number of
825              basic blocks.  */
826           if (changed)
827             {
828               int i;
829
830               for (i = 0; i < orig_bb_count; i++)
831                 {
832                   if (modify_mem_list[i])
833                     free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
834                   if (canon_modify_mem_list[i])
835                     free_INSN_LIST_list (canon_modify_mem_list + i); 
836                 }
837               modify_mem_list
838                 = (rtx *) gmalloc (n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
839               canon_modify_mem_list
840                 = (rtx *) gmalloc (n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
841               memset ((char *) modify_mem_list, 0, n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
842               memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
843               orig_bb_count = n_basic_blocks;
844             }
845           free_reg_set_mem ();
846           alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
847           compute_sets (f);
848           run_jump_opt_after_gcse = 1;
849         }
850
851       if (max_pass_bytes < bytes_used)
852         max_pass_bytes = bytes_used;
853
854       /* Free up memory, then reallocate for code hoisting.  We can
855          not re-use the existing allocated memory because the tables
856          will not have info for the insns or registers created by
857          partial redundancy elimination.  */
858       free_gcse_mem ();
859
860       /* It does not make sense to run code hoisting unless we optimizing
861          for code size -- it rarely makes programs faster, and can make
862          them bigger if we did partial redundancy elimination (when optimizing
863          for space, we use a classic gcse algorithm instead of partial
864          redundancy algorithms).  */
865       if (optimize_size)
866         {
867           max_gcse_regno = max_reg_num ();
868           alloc_gcse_mem (f);
869           changed |= one_code_hoisting_pass ();
870           free_gcse_mem ();
871
872           if (max_pass_bytes < bytes_used)
873             max_pass_bytes = bytes_used;
874         }
875
876       if (file)
877         {
878           fprintf (file, "\n");
879           fflush (file);
880         }
881
882       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
883       pass++;
884     }
885
886   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
887      conditional jumps.  */
888
889   max_gcse_regno = max_reg_num ();
890   alloc_gcse_mem (f);
891   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
892   one_cprop_pass (pass + 1, 1);
893   free_gcse_mem ();
894
895   if (file)
896     {
897       fprintf (file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
898                current_function_name, n_basic_blocks);
899       fprintf (file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
900                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
901     }
902
903   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
904   free_reg_set_mem ();
905   /* We are finished with alias.  */
906   end_alias_analysis ();
907   allocate_reg_info (max_reg_num (), FALSE, FALSE);
908
909   if (!optimize_size && flag_gcse_sm)
910     store_motion ();
911   /* Record where pseudo-registers are set.  */
912   return run_jump_opt_after_gcse;
913 }
914 \f
915 /* Misc. utilities.  */
916
917 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
918
919 static void
920 compute_can_copy ()
921 {
922   int i;
923 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
924   rtx reg,insn;
925 #endif
926   memset (can_copy_p, 0, NUM_MACHINE_MODES);
927
928   start_sequence ();
929   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
930     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
931       {
932 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
933         can_copy_p[i] = 0;
934 #else
935         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
936         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
937         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
938           can_copy_p[i] = 1;
939 #endif
940       }
941     else
942       can_copy_p[i] = 1;
943
944   end_sequence ();
945 }
946 \f
947 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
948
949 static char *
950 gmalloc (size)
951      unsigned int size;
952 {
953   bytes_used += size;
954   return xmalloc (size);
955 }
956
957 /* Cover function to xrealloc.
958    We don't record the additional size since we don't know it.
959    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
960
961 static char *
962 grealloc (ptr, size)
963      char *ptr;
964      unsigned int size;
965 {
966   return xrealloc (ptr, size);
967 }
968
969 /* Cover function to obstack_alloc.
970    We don't need to record the bytes allocated here since
971    obstack_chunk_alloc is set to gmalloc.  */
972
973 static char *
974 gcse_alloc (size)
975      unsigned long size;
976 {
977   return (char *) obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
978 }
979
980 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
981    and reg/memory set tracking tables.
982
983    This is called at the start of each pass.  */
984
985 static void
986 alloc_gcse_mem (f)
987      rtx f;
988 {
989   int i,n;
990   rtx insn;
991
992   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
993      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
994      and only apply to real insns.  */
995
996   max_uid = get_max_uid ();
997   n = (max_uid + 1) * sizeof (int);
998   uid_cuid = (int *) gmalloc (n);
999   memset ((char *) uid_cuid, 0, n);
1000   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1001     {
1002       if (INSN_P (insn))
1003         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
1004       else
1005         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
1006     }
1007
1008   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
1009
1010   max_cuid = i;
1011   n = (max_cuid + 1) * sizeof (rtx);
1012   cuid_insn = (rtx *) gmalloc (n);
1013   memset ((char *) cuid_insn, 0, n);
1014   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1015     if (INSN_P (insn))
1016       CUID_INSN (i++) = insn;
1017
1018   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
1019   reg_set_bitmap = (sbitmap) sbitmap_alloc (max_gcse_regno);
1020
1021   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
1022   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks,
1023                                                        max_gcse_regno);
1024   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
1025      basic block.  */
1026   modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
1027   canon_modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
1028   memset ((char *) modify_mem_list, 0, n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
1029   memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, n_basic_blocks * sizeof (rtx *));
1030 }
1031
1032 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
1033
1034 static void
1035 free_gcse_mem ()
1036 {
1037   free (uid_cuid);
1038   free (cuid_insn);
1039
1040   free (reg_set_bitmap);
1041
1042   sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
1043   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1044   {
1045     int i;
1046
1047     for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
1048       {
1049         if (modify_mem_list[i])
1050           free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
1051         if (canon_modify_mem_list[i])
1052           free_INSN_LIST_list (canon_modify_mem_list + i);
1053       }
1054
1055     free (modify_mem_list);
1056     free (canon_modify_mem_list);
1057     modify_mem_list = 0;
1058     canon_modify_mem_list = 0;
1059   }
1060 }
1061
1062 /* Many of the global optimization algorithms work by solving dataflow
1063    equations for various expressions.  Initially, some local value is
1064    computed for each expression in each block.  Then, the values across the
1065    various blocks are combined (by following flow graph edges) to arrive at
1066    global values.  Conceptually, each set of equations is independent.  We
1067    may therefore solve all the equations in parallel, solve them one at a
1068    time, or pick any intermediate approach.
1069
1070    When you're going to need N two-dimensional bitmaps, each X (say, the
1071    number of blocks) by Y (say, the number of expressions), call this
1072    function.  It's not important what X and Y represent; only that Y
1073    correspond to the things that can be done in parallel.  This function will
1074    return an appropriate chunking factor C; you should solve C sets of
1075    equations in parallel.  By going through this function, we can easily
1076    trade space against time; by solving fewer equations in parallel we use
1077    less space.  */
1078
1079 static int
1080 get_bitmap_width (n, x, y)
1081      int n;
1082      int x;
1083      int y;
1084 {
1085   /* It's not really worth figuring out *exactly* how much memory will
1086      be used by a particular choice.  The important thing is to get
1087      something approximately right.  */
1088   size_t max_bitmap_memory = 10 * 1024 * 1024;
1089
1090   /* The number of bytes we'd use for a single column of minimum
1091      width.  */
1092   size_t column_size = n * x * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE);
1093
1094   /* Often, it's reasonable just to solve all the equations in
1095      parallel.  */
1096   if (column_size * SBITMAP_SET_SIZE (y) <= max_bitmap_memory)
1097     return y;
1098
1099   /* Otherwise, pick the largest width we can, without going over the
1100      limit.  */
1101   return SBITMAP_ELT_BITS * ((max_bitmap_memory + column_size - 1)
1102                              / column_size);
1103 }
1104 \f
1105 /* Compute the local properties of each recorded expression.
1106
1107    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
1108    other blocks.
1109
1110    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
1111    in the block.
1112
1113    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
1114    at least once and expression would contain the same value if the
1115    computation was moved to the end of the block.
1116
1117    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
1118    least once and expression would contain the same value if the computation
1119    was moved to the beginning of the block.
1120
1121    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
1122    basically the same information and thus can easily share this code.
1123
1124    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
1125    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
1126    particular property.
1127
1128    SETP controls which hash table to look at.  If zero, this routine looks at
1129    the expr hash table; if nonzero this routine looks at the set hash table.
1130    Additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1131    ABSALTERED.  */
1132  
1133 static void
1134 compute_local_properties (transp, comp, antloc, setp)
1135      sbitmap *transp;
1136      sbitmap *comp;
1137      sbitmap *antloc;
1138      int setp;
1139 {
1140   unsigned int i, hash_table_size;
1141   struct expr **hash_table;
1142   
1143   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1144   if (transp)
1145     {
1146       if (setp)
1147         sbitmap_vector_zero (transp, n_basic_blocks);
1148       else
1149         sbitmap_vector_ones (transp, n_basic_blocks);
1150     }
1151
1152   if (comp)
1153     sbitmap_vector_zero (comp, n_basic_blocks);
1154   if (antloc)
1155     sbitmap_vector_zero (antloc, n_basic_blocks);
1156
1157   /* We use the same code for cprop, pre and hoisting.  For cprop
1158      we care about the set hash table, for pre and hoisting we
1159      care about the expr hash table.  */
1160   hash_table_size = setp ? set_hash_table_size : expr_hash_table_size;
1161   hash_table = setp ? set_hash_table : expr_hash_table;
1162
1163   for (i = 0; i < hash_table_size; i++)
1164     {
1165       struct expr *expr;
1166
1167       for (expr = hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1168         {
1169           int indx = expr->bitmap_index;
1170           struct occr *occr;
1171
1172           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1173              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1174              then reset the bits for those that are.  */
1175           if (transp)
1176             compute_transp (expr->expr, indx, transp, setp);
1177
1178           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1179              we want to set to non-zero in ANTLOC.  */
1180           if (antloc)
1181             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1182               {
1183                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1184
1185                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1186                    initialize this.  */
1187                 occr->deleted_p = 0;
1188               }
1189
1190           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1191              we want to set to non-zero in COMP.  */
1192           if (comp)
1193             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1194               {
1195                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1196
1197                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1198                    initialize this.  */
1199                 occr->copied_p = 0;
1200               }
1201
1202           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1203              initialize this.  */
1204           expr->reaching_reg = 0;
1205         }
1206     }
1207 }
1208 \f
1209 /* Register set information.
1210
1211    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1212    modified.  */
1213
1214 static struct obstack reg_set_obstack;
1215
1216 static void
1217 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1218      int n_regs;
1219 {
1220   unsigned int n;
1221
1222   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1223   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1224   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1225   memset ((char *) reg_set_table, 0, n);
1226
1227   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1228 }
1229
1230 static void
1231 free_reg_set_mem ()
1232 {
1233   free (reg_set_table);
1234   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1235 }
1236
1237 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1238
1239 static void
1240 record_one_set (regno, insn)
1241      int regno;
1242      rtx insn;
1243 {
1244   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1245   struct reg_set *new_reg_info;
1246
1247   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1248   if (regno >= reg_set_table_size)
1249     {
1250       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1251
1252       reg_set_table
1253         = (struct reg_set **) grealloc ((char *) reg_set_table,
1254                                         new_size * sizeof (struct reg_set *));
1255       memset ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size), 0,
1256              (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1257       reg_set_table_size = new_size;
1258     }
1259
1260   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1261                                                    sizeof (struct reg_set));
1262   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1263   new_reg_info->insn = insn;
1264   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1265   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1266 }
1267
1268 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1269    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1270    occurring.  */
1271
1272 static void
1273 record_set_info (dest, setter, data)
1274      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1275      void *data;
1276 {
1277   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1278
1279   if (GET_CODE (dest) == REG && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1280     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1281 }
1282
1283 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1284
1285    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1286    `reg_set_table' for further documenation.  */
1287
1288 static void
1289 compute_sets (f)
1290      rtx f;
1291 {
1292   rtx insn;
1293
1294   for (insn = f; insn != 0; insn = NEXT_INSN (insn))
1295     if (INSN_P (insn))
1296       note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1297 }
1298 \f
1299 /* Hash table support.  */
1300
1301 /* For each register, the cuid of the first/last insn in the block
1302    that set it, or -1 if not set.  */
1303 #define NEVER_SET -1
1304
1305 struct reg_avail_info
1306 {
1307   int last_bb;
1308   int first_set;
1309   int last_set;
1310 };
1311
1312 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1313 static int current_bb;
1314
1315
1316 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1317    GCSE.  */
1318
1319 static int
1320 want_to_gcse_p (x)
1321      rtx x;
1322 {
1323   static rtx test_insn = 0;
1324   int num_clobbers = 0;
1325   int icode;
1326
1327   switch (GET_CODE (x))
1328     {
1329     case REG:
1330     case SUBREG:
1331     case CONST_INT:
1332     case CONST_DOUBLE:
1333     case CALL:
1334       return 0;
1335
1336     default:
1337       break;
1338     }
1339
1340   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1341   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1342     return 1;
1343   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1344     return 0;
1345
1346   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1347      our test insn if we haven't already.  */
1348   if (test_insn == 0)
1349     {
1350       test_insn
1351         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1352                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1353                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1354                                       const0_rtx));
1355       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1356       ggc_add_rtx_root (&test_insn, 1);
1357     }
1358
1359   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1360      valid.  */
1361   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1362   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1363   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1364           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1365 }
1366
1367 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from the
1368    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1369    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1370
1371 static int
1372 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1373      rtx x, insn;
1374      int avail_p;
1375 {
1376   int i, j;
1377   enum rtx_code code;
1378   const char *fmt;
1379
1380   if (x == 0)
1381     return 1;
1382
1383   code = GET_CODE (x);
1384   switch (code)
1385     {
1386     case REG:
1387       {
1388         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1389
1390         if (info->last_bb != current_bb)
1391           return 1;
1392         if (avail_p)
1393           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1394         else
1395           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1396       }
1397
1398     case MEM:
1399       if (load_killed_in_block_p (BASIC_BLOCK (current_bb), INSN_CUID (insn),
1400                                   x, avail_p))
1401         return 0;
1402       else
1403         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1404
1405     case PRE_DEC:
1406     case PRE_INC:
1407     case POST_DEC:
1408     case POST_INC:
1409     case PRE_MODIFY:
1410     case POST_MODIFY:
1411       return 0;
1412
1413     case PC:
1414     case CC0: /*FIXME*/
1415     case CONST:
1416     case CONST_INT:
1417     case CONST_DOUBLE:
1418     case SYMBOL_REF:
1419     case LABEL_REF:
1420     case ADDR_VEC:
1421     case ADDR_DIFF_VEC:
1422       return 1;
1423
1424     default:
1425       break;
1426     }
1427
1428   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1429     {
1430       if (fmt[i] == 'e')
1431         {
1432           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1433              level, change it into iteration.  This function is called enough
1434              to be worth it.  */
1435           if (i == 0)
1436             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1437
1438           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1439             return 0;
1440         }
1441       else if (fmt[i] == 'E')
1442         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1443           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1444             return 0;
1445     }
1446
1447   return 1;
1448 }
1449
1450 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1451    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1452    conflict between two memory references.  */
1453 static int gcse_mems_conflict_p;
1454
1455 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1456    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1457    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1458    this memory load.  */
1459 static rtx gcse_mem_operand;
1460
1461 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1462    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1463    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1464
1465 static void
1466 mems_conflict_for_gcse_p (dest, setter, data)
1467      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1468      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1469 {
1470   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1471          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1472          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
1473          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1474     dest = XEXP (dest, 0);
1475
1476   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1477      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1478      elsewhere.  */
1479   if (GET_CODE (dest) != MEM)
1480     return;
1481
1482   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1483      don't mark as killed this time.  */ 
1484   
1485   if (dest == gcse_mem_operand && pre_ldst_mems != NULL)
1486     {
1487       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1488         gcse_mems_conflict_p = 1;
1489       return;
1490     }
1491
1492   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1493                        rtx_addr_varies_p))
1494     gcse_mems_conflict_p = 1;
1495 }
1496
1497 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1498    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1499    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1500    before UID_LIMIT.
1501
1502    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1503    AVAIL_P to 0.  */
1504
1505 static int
1506 load_killed_in_block_p (bb, uid_limit, x, avail_p)
1507      basic_block bb;
1508      int uid_limit;
1509      rtx x;
1510      int avail_p;
1511 {
1512   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1513   while (list_entry)
1514     {
1515       rtx setter;
1516       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1517       if ((avail_p
1518            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1519           || (! avail_p
1520               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1521         {
1522           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1523           continue;
1524         }
1525
1526       setter = XEXP (list_entry, 0);
1527
1528       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1529          to pure functions are never put on the list, so we need not
1530          worry about them.  */
1531       if (GET_CODE (setter) == CALL_INSN)
1532         return 1;
1533
1534       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1535          note_stores to examine each hunk of memory that is modified. 
1536
1537          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1538          communicate via global variables.  Yuk.  */
1539       gcse_mem_operand = x;
1540       gcse_mems_conflict_p = 0;
1541       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1542       if (gcse_mems_conflict_p)
1543         return 1;
1544       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1545     }
1546   return 0;
1547 }
1548
1549 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1550    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1551
1552 static int
1553 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1554      rtx x, insn;
1555 {
1556   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1557 }
1558
1559 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1560    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1561
1562 static int
1563 oprs_available_p (x, insn)
1564      rtx x, insn;
1565 {
1566   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1567 }
1568
1569 /* Hash expression X.
1570
1571    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1572    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1573    something we don't want to insert in the table.
1574
1575    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1576
1577 static unsigned int
1578 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1579      rtx x;
1580      enum machine_mode mode;
1581      int *do_not_record_p;
1582      int hash_table_size;
1583 {
1584   unsigned int hash;
1585
1586   *do_not_record_p = 0;
1587
1588   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1589   return hash % hash_table_size;
1590 }
1591
1592 /* Hash a string.  Just add its bytes up.  */
1593
1594 static inline unsigned
1595 hash_string_1 (ps)
1596      const char *ps;
1597 {
1598   unsigned hash = 0;
1599   const unsigned char *p = (const unsigned char *)ps;
1600   
1601   if (p)
1602     while (*p)
1603       hash += *p++;
1604
1605   return hash;
1606 }
1607
1608 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1609
1610 static unsigned int
1611 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1612      rtx x;
1613      enum machine_mode mode;
1614      int *do_not_record_p;
1615 {
1616   int i, j;
1617   unsigned hash = 0;
1618   enum rtx_code code;
1619   const char *fmt;
1620
1621   /* Used to turn recursion into iteration.  We can't rely on GCC's
1622      tail-recursion eliminatio since we need to keep accumulating values
1623      in HASH.  */
1624
1625   if (x == 0)
1626     return hash;
1627
1628  repeat:
1629   code = GET_CODE (x);
1630   switch (code)
1631     {
1632     case REG:
1633       hash += ((unsigned int) REG << 7) + REGNO (x);
1634       return hash;
1635
1636     case CONST_INT:
1637       hash += (((unsigned int) CONST_INT << 7) + (unsigned int) mode
1638                + (unsigned int) INTVAL (x));
1639       return hash;
1640
1641     case CONST_DOUBLE:
1642       /* This is like the general case, except that it only counts
1643          the integers representing the constant.  */
1644       hash += (unsigned int) code + (unsigned int) GET_MODE (x);
1645       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1646         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1647           hash += (unsigned int) XWINT (x, i);
1648       else
1649         hash += ((unsigned int) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1650                  + (unsigned int) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1651       return hash;
1652
1653       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1654     case LABEL_REF:
1655       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1656          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1657       hash += (((unsigned int) LABEL_REF << 7)
1658                + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0)));
1659       return hash;
1660
1661     case SYMBOL_REF:
1662       {
1663         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1664            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1665            different orders and thus different registers to be used in the
1666            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1667            between various stages.  */
1668         unsigned int h = 0;
1669         const unsigned char *p = (const unsigned char *) XSTR (x, 0);
1670
1671         while (*p)
1672           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1673
1674         hash += ((unsigned int) SYMBOL_REF << 7) + h;
1675         return hash;
1676       }
1677
1678     case MEM:
1679       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1680         {
1681           *do_not_record_p = 1;
1682           return 0;
1683         }
1684
1685       hash += (unsigned int) MEM;
1686       hash += MEM_ALIAS_SET (x);
1687       x = XEXP (x, 0);
1688       goto repeat;
1689
1690     case PRE_DEC:
1691     case PRE_INC:
1692     case POST_DEC:
1693     case POST_INC:
1694     case PC:
1695     case CC0:
1696     case CALL:
1697     case UNSPEC_VOLATILE:
1698       *do_not_record_p = 1;
1699       return 0;
1700
1701     case ASM_OPERANDS:
1702       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1703         {
1704           *do_not_record_p = 1;
1705           return 0;
1706         }
1707       else
1708         {
1709           /* We don't want to take the filename and line into account.  */
1710           hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x)
1711             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x))
1712             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x))
1713             + (unsigned) ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x);
1714
1715           if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1716             {
1717               for (i = 1; i < ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x); i++)
1718                 {
1719                   hash += (hash_expr_1 (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1720                                         GET_MODE (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i)),
1721                                         do_not_record_p)
1722                            + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT
1723                                             (x, i)));
1724                 }
1725
1726               hash += hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, 0));
1727               x = ASM_OPERANDS_INPUT (x, 0);
1728               mode = GET_MODE (x);
1729               goto repeat;
1730             }
1731           return hash;
1732         }
1733
1734     default:
1735       break;
1736     }
1737
1738   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1739   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1740     {
1741       if (fmt[i] == 'e')
1742         {
1743           /* If we are about to do the last recursive call
1744              needed at this level, change it into iteration.
1745              This function is called enough to be worth it.  */
1746           if (i == 0)
1747             {
1748               x = XEXP (x, i);
1749               goto repeat;
1750             }
1751
1752           hash += hash_expr_1 (XEXP (x, i), 0, do_not_record_p);
1753           if (*do_not_record_p)
1754             return 0;
1755         }
1756
1757       else if (fmt[i] == 'E')
1758         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1759           {
1760             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1761             if (*do_not_record_p)
1762               return 0;
1763           }
1764
1765       else if (fmt[i] == 's')
1766         hash += hash_string_1 (XSTR (x, i));
1767       else if (fmt[i] == 'i')
1768         hash += (unsigned int) XINT (x, i);
1769       else
1770         abort ();
1771     }
1772
1773   return hash;
1774 }
1775
1776 /* Hash a set of register REGNO.
1777
1778    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1779    propagation code.
1780
1781    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1782
1783 static unsigned int
1784 hash_set (regno, hash_table_size)
1785      int regno;
1786      int hash_table_size;
1787 {
1788   unsigned int hash;
1789
1790   hash = regno;
1791   return hash % hash_table_size;
1792 }
1793
1794 /* Return non-zero if exp1 is equivalent to exp2.
1795    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1796
1797 static int
1798 expr_equiv_p (x, y)
1799      rtx x, y;
1800 {
1801   int i, j;
1802   enum rtx_code code;
1803   const char *fmt;
1804
1805   if (x == y)
1806     return 1;
1807
1808   if (x == 0 || y == 0)
1809     return x == y;
1810
1811   code = GET_CODE (x);
1812   if (code != GET_CODE (y))
1813     return 0;
1814
1815   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1816   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1817     return 0;
1818
1819   switch (code)
1820     {
1821     case PC:
1822     case CC0:
1823       return x == y;
1824
1825     case CONST_INT:
1826       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1827
1828     case LABEL_REF:
1829       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1830
1831     case SYMBOL_REF:
1832       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1833
1834     case REG:
1835       return REGNO (x) == REGNO (y);
1836
1837     case MEM:
1838       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1839          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1840          due to it being set with the different alias set.  */
1841       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1842         return 0;
1843       break;
1844
1845     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1846     case PLUS:
1847     case MULT:
1848     case AND:
1849     case IOR:
1850     case XOR:
1851     case NE:
1852     case EQ:
1853       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1854                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1855               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1856                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1857
1858     case ASM_OPERANDS:
1859       /* We don't use the generic code below because we want to
1860          disregard filename and line numbers.  */
1861
1862       /* A volatile asm isn't equivalent to any other.  */
1863       if (MEM_VOLATILE_P (x) || MEM_VOLATILE_P (y))
1864         return 0;
1865
1866       if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y)
1867           || strcmp (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x), ASM_OPERANDS_TEMPLATE (y))
1868           || strcmp (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x),
1869                      ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (y))
1870           || ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x) != ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (y)
1871           || ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) != ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (y))
1872         return 0;
1873
1874       if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1875         {
1876           for (i = ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) - 1; i >= 0; i--)
1877             if (! expr_equiv_p (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1878                                 ASM_OPERANDS_INPUT (y, i))
1879                 || strcmp (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, i),
1880                            ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (y, i)))
1881               return 0;
1882         }
1883
1884       return 1;
1885
1886     default:
1887       break;
1888     }
1889
1890   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1891      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1892
1893   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1894   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1895     {
1896       switch (fmt[i])
1897         {
1898         case 'e':
1899           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1900             return 0;
1901           break;
1902
1903         case 'E':
1904           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1905             return 0;
1906           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1907             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1908               return 0;
1909           break;
1910
1911         case 's':
1912           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1913             return 0;
1914           break;
1915
1916         case 'i':
1917           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1918             return 0;
1919           break;
1920
1921         case 'w':
1922           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1923             return 0;
1924         break;
1925
1926         case '0':
1927           break;
1928
1929         default:
1930           abort ();
1931         }
1932       }
1933
1934   return 1;
1935 }
1936
1937 /* Insert expression X in INSN in the hash table.
1938    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1939    basic block.
1940
1941    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1942    It is only used if X is a CONST_INT.
1943
1944    ANTIC_P is non-zero if X is an anticipatable expression.
1945    AVAIL_P is non-zero if X is an available expression.  */
1946
1947 static void
1948 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p)
1949      rtx x;
1950      enum machine_mode mode;
1951      rtx insn;
1952      int antic_p, avail_p;
1953 {
1954   int found, do_not_record_p;
1955   unsigned int hash;
1956   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1957   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1958   struct occr *last_occr = NULL;
1959
1960   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, expr_hash_table_size);
1961
1962   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1963      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1964      to or can't handle.  */
1965   if (do_not_record_p)
1966     return;
1967
1968   cur_expr = expr_hash_table[hash];
1969   found = 0;
1970
1971   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1972     {
1973       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1974          the list.  */
1975       last_expr = cur_expr;
1976       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1977     }
1978
1979   if (! found)
1980     {
1981       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1982       bytes_used += sizeof (struct expr);
1983       if (expr_hash_table[hash] == NULL)
1984         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1985         expr_hash_table[hash] = cur_expr;
1986       else
1987         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1988         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1989
1990       /* Set the fields of the expr element.  */ 
1991       cur_expr->expr = x;
1992       cur_expr->bitmap_index = n_exprs++;
1993       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1994       cur_expr->antic_occr = NULL;
1995       cur_expr->avail_occr = NULL;
1996     }
1997
1998   /* Now record the occurrence(s).  */
1999   if (antic_p)
2000     {
2001       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
2002
2003       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2004       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2005         {
2006           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2007              the list.  */
2008           last_occr = antic_occr;
2009           antic_occr = antic_occr->next;
2010         }
2011
2012       if (antic_occr)
2013         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2014            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
2015            block and the block is scanned from start to end.  */
2016         ; /* nothing to do */
2017       else
2018         {
2019           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2020           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2021           bytes_used += sizeof (struct occr);
2022           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2023           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
2024             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
2025           else
2026             last_occr->next = antic_occr;
2027
2028           antic_occr->insn = insn;
2029           antic_occr->next = NULL;
2030         }
2031     }
2032
2033   if (avail_p)
2034     {
2035       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
2036
2037       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2038       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2039         {
2040           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2041              the list.  */
2042           last_occr = avail_occr;
2043           avail_occr = avail_occr->next;
2044         }
2045
2046       if (avail_occr)
2047         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2048            Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
2049            the last one in the block and the block is scanned from start
2050            to end.  */
2051         avail_occr->insn = insn;
2052       else
2053         {
2054           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2055           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2056           bytes_used += sizeof (struct occr);
2057
2058           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2059           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2060             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
2061           else
2062             last_occr->next = avail_occr;
2063
2064           avail_occr->insn = insn;
2065           avail_occr->next = NULL;
2066         }
2067     }
2068 }
2069
2070 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
2071    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
2072    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
2073    basic block.  */
2074
2075 static void
2076 insert_set_in_table (x, insn)
2077      rtx x;
2078      rtx insn;
2079 {
2080   int found;
2081   unsigned int hash;
2082   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
2083   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
2084
2085   if (GET_CODE (x) != SET
2086       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2087     abort ();
2088
2089   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), set_hash_table_size);
2090
2091   cur_expr = set_hash_table[hash];
2092   found = 0;
2093
2094   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
2095     {
2096       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
2097          the list.  */
2098       last_expr = cur_expr;
2099       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
2100     }
2101
2102   if (! found)
2103     {
2104       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
2105       bytes_used += sizeof (struct expr);
2106       if (set_hash_table[hash] == NULL)
2107         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
2108         set_hash_table[hash] = cur_expr;
2109       else
2110         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
2111         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
2112
2113       /* Set the fields of the expr element.
2114          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
2115          performed on its operands.  */
2116       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
2117       cur_expr->bitmap_index = n_sets++;
2118       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2119       cur_expr->antic_occr = NULL;
2120       cur_expr->avail_occr = NULL;
2121     }
2122
2123   /* Now record the occurrence.  */
2124   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
2125
2126   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2127   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2128     {
2129       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2130          the list.  */
2131       last_occr = cur_occr;
2132       cur_occr = cur_occr->next;
2133     }
2134
2135   if (cur_occr)
2136     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2137        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want the
2138        last one in the block and the block is scanned from start to end.  */
2139     cur_occr->insn = insn;
2140   else
2141     {
2142       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2143       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2144       bytes_used += sizeof (struct occr);
2145
2146       /* First occurrence of this expression in any block?  */
2147       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2148         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
2149       else
2150         last_occr->next = cur_occr;
2151
2152       cur_occr->insn = insn;
2153       cur_occr->next = NULL;
2154     }
2155 }
2156
2157 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash table.  If SET_P is
2158    non-zero, this is for the assignment hash table, otherwise it is for the
2159    expression hash table.  */
2160
2161 static void
2162 hash_scan_set (pat, insn, set_p)
2163      rtx pat, insn;
2164      int set_p;
2165 {
2166   rtx src = SET_SRC (pat);
2167   rtx dest = SET_DEST (pat);
2168   rtx note;
2169
2170   if (GET_CODE (src) == CALL)
2171     hash_scan_call (src, insn);
2172
2173   else if (GET_CODE (dest) == REG)
2174     {
2175       unsigned int regno = REGNO (dest);
2176       rtx tmp;
2177
2178       /* If this is a single set and we are doing constant propagation,
2179          see if a REG_NOTE shows this equivalent to a constant.  */
2180       if (set_p && (note = find_reg_equal_equiv_note (insn)) != 0
2181           && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
2182         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
2183
2184       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
2185       if (! set_p
2186           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2187           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
2188           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2189           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
2190           && want_to_gcse_p (src)
2191           /* Don't CSE a nop.  */
2192           && ! set_noop_p (pat)
2193           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
2194              At this point this only function parameters should have
2195              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2196              explicitely, it means address of parameter has been taken,
2197              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2198           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
2199               || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
2200         {
2201           /* An expression is not anticipatable if its operands are
2202              modified before this insn or if this is not the only SET in
2203              this insn.  */
2204           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn) && single_set (insn);
2205           /* An expression is not available if its operands are
2206              subsequently modified, including this insn.  It's also not
2207              available if this is a branch, because we can't insert
2208              a set after the branch.  */
2209           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
2210                          && ! JUMP_P (insn));
2211
2212           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p);
2213         }
2214
2215       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
2216       else if (set_p
2217                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2218                && ((GET_CODE (src) == REG
2219                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2220                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2221                     && REGNO (src) != regno)
2222                    || GET_CODE (src) == CONST_INT
2223                    || GET_CODE (src) == SYMBOL_REF
2224                    || GET_CODE (src) == CONST_DOUBLE)
2225                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
2226                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
2227                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
2228                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
2229                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
2230                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
2231         insert_set_in_table (pat, insn);
2232     }
2233 }
2234
2235 static void
2236 hash_scan_clobber (x, insn)
2237      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2238 {
2239   /* Currently nothing to do.  */
2240 }
2241
2242 static void
2243 hash_scan_call (x, insn)
2244      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2245 {
2246   /* Currently nothing to do.  */
2247 }
2248
2249 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
2250
2251    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
2252
2253    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
2254    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
2255    are also in the PARALLEL.  Later.
2256
2257    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
2258    otherwise it is for the expression hash table.
2259    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
2260    not record any expressions.  */
2261
2262 static void
2263 hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block)
2264      rtx insn;
2265      int set_p;
2266      int in_libcall_block;
2267 {
2268   rtx pat = PATTERN (insn);
2269   int i;
2270
2271   if (in_libcall_block)
2272     return;
2273
2274   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
2275      what's been modified.  */
2276
2277   if (GET_CODE (pat) == SET)
2278     hash_scan_set (pat, insn, set_p);
2279   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2280     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2281       {
2282         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2283
2284         if (GET_CODE (x) == SET)
2285           hash_scan_set (x, insn, set_p);
2286         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2287           hash_scan_clobber (x, insn);
2288         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2289           hash_scan_call (x, insn);
2290       }
2291
2292   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2293     hash_scan_clobber (pat, insn);
2294   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2295     hash_scan_call (pat, insn);
2296 }
2297
2298 static void
2299 dump_hash_table (file, name, table, table_size, total_size)
2300      FILE *file;
2301      const char *name;
2302      struct expr **table;
2303      int table_size, total_size;
2304 {
2305   int i;
2306   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
2307   struct expr **flat_table;
2308   unsigned int *hash_val;
2309   struct expr *expr;
2310
2311   flat_table 
2312     = (struct expr **) xcalloc (total_size, sizeof (struct expr *));
2313   hash_val = (unsigned int *) xmalloc (total_size * sizeof (unsigned int));
2314
2315   for (i = 0; i < table_size; i++)
2316     for (expr = table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2317       {
2318         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
2319         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
2320       }
2321
2322   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
2323            name, table_size, total_size);
2324
2325   for (i = 0; i < total_size; i++)
2326     if (flat_table[i] != 0)
2327       {
2328         expr = flat_table[i];
2329         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
2330                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
2331         print_rtl (file, expr->expr);
2332         fprintf (file, "\n");
2333       }
2334
2335   fprintf (file, "\n");
2336
2337   free (flat_table);
2338   free (hash_val);
2339 }
2340
2341 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
2342
2343    first_set records the first place in the block where the register
2344    is set and is used to compute "anticipatability".
2345
2346    last_set records the last place in the block where the register
2347    is set and is used to compute "availability".
2348
2349    last_bb records the block for which first_set and last_set are
2350    valid, as a quick test to invalidate them.
2351
2352    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
2353    and is used to compute "transparency".  */
2354
2355 static void
2356 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2357      rtx insn;
2358      int regno;
2359 {
2360   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
2361   int cuid = INSN_CUID (insn);
2362
2363   info->last_set = cuid;
2364   if (info->last_bb != current_bb)
2365     {
2366       info->last_bb = current_bb;
2367       info->first_set = cuid;
2368       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb], regno);
2369     }
2370 }
2371
2372
2373 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
2374    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
2375    taken off pairwise.  */
2376
2377 static void 
2378 canon_list_insert (dest, unused1, v_insn)
2379      rtx    dest ATTRIBUTE_UNUSED;
2380      rtx    unused1 ATTRIBUTE_UNUSED;
2381      void * v_insn;
2382 {
2383   rtx dest_addr, insn;
2384
2385   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2386       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2387       || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2388       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2389     dest = XEXP (dest, 0);
2390
2391   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
2392      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
2393      elsewhere.  */
2394
2395   if (GET_CODE (dest) != MEM)
2396     return;
2397
2398   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
2399   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
2400   insn = (rtx) v_insn;  
2401
2402   canon_modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)] = 
2403     alloc_INSN_LIST (dest_addr, canon_modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)]);
2404   canon_modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)] = 
2405     alloc_INSN_LIST (dest, canon_modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)]);
2406 }
2407
2408 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
2409    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
2410    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
2411
2412 static void
2413 record_last_mem_set_info (insn)
2414      rtx insn;
2415 {
2416   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
2417      everything.  */
2418   modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)] = 
2419     alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)]);
2420
2421   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2422     {
2423       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
2424          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
2425          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
2426       canon_modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)] = 
2427         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[BLOCK_NUM (insn)]);
2428     }
2429   else
2430     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*)insn );
2431 }
2432
2433 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2434    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2435    the SET is taking place.  */
2436
2437 static void
2438 record_last_set_info (dest, setter, data)
2439      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2440      void *data;
2441 {
2442   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2443
2444   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2445     dest = SUBREG_REG (dest);
2446
2447   if (GET_CODE (dest) == REG)
2448     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2449   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2450            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2451            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2452     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2453 }
2454
2455 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2456
2457    Expression entries are placed in the hash table if
2458    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2459    - src is something we want to perform GCSE on,
2460    - none of the operands are subsequently modified in the block
2461
2462    Assignment entries are placed in the hash table if
2463    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2464    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2465    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2466
2467    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2468
2469    F is the first insn.
2470    SET_P is non-zero for computing the assignment hash table.  */
2471
2472 static void
2473 compute_hash_table (set_p)
2474      int set_p;
2475 {
2476   unsigned int i;
2477
2478   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2479      registers are set in which blocks.
2480      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2481      compute.  Later.  */
2482   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, n_basic_blocks);
2483
2484   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2485   {
2486     int i;
2487     for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
2488       {
2489         if (modify_mem_list[i])
2490           free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
2491         if (canon_modify_mem_list[i])
2492           free_INSN_LIST_list (canon_modify_mem_list + i);
2493       }
2494   }
2495   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2496   reg_avail_info = (struct reg_avail_info*)
2497     gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2498
2499   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2500     reg_avail_info[i].last_bb = NEVER_SET;
2501
2502   for (current_bb = 0; current_bb < n_basic_blocks; current_bb++)
2503     {
2504       rtx insn;
2505       unsigned int regno;
2506       int in_libcall_block;
2507
2508       /* First pass over the instructions records information used to
2509          determine when registers and memory are first and last set.
2510          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2511          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2512
2513       for (insn = BLOCK_HEAD (current_bb);
2514            insn && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (current_bb));
2515            insn = NEXT_INSN (insn))
2516         {
2517           if (! INSN_P (insn))
2518             continue;
2519
2520           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2521             {
2522               bool clobbers_all = false;
2523 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
2524               if (NON_SAVING_SETJMP
2525                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
2526                 clobbers_all = true;
2527 #endif
2528
2529               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2530                 if (clobbers_all
2531                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2532                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2533
2534               mark_call (insn);
2535             }
2536
2537           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2538         }
2539
2540       /* The next pass builds the hash table.  */
2541
2542       for (insn = BLOCK_HEAD (current_bb), in_libcall_block = 0;
2543            insn && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (current_bb));
2544            insn = NEXT_INSN (insn))
2545         if (INSN_P (insn))
2546           {
2547             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2548               in_libcall_block = 1;
2549             else if (set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2550               in_libcall_block = 0;
2551             hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block);
2552             if (!set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2553               in_libcall_block = 0;
2554         }
2555     }
2556
2557   free (reg_avail_info);
2558   reg_avail_info = NULL;
2559 }
2560
2561 /* Allocate space for the set hash table.
2562    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2563    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2564
2565 static void
2566 alloc_set_hash_table (n_insns)
2567      int n_insns;
2568 {
2569   int n;
2570
2571   set_hash_table_size = n_insns / 4;
2572   if (set_hash_table_size < 11)
2573     set_hash_table_size = 11;
2574
2575   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2576      Making it an odd number is simplest for now.
2577      ??? Later take some measurements.  */
2578   set_hash_table_size |= 1;
2579   n = set_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2580   set_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2581 }
2582
2583 /* Free things allocated by alloc_set_hash_table.  */
2584
2585 static void
2586 free_set_hash_table ()
2587 {
2588   free (set_hash_table);
2589 }
2590
2591 /* Compute the hash table for doing copy/const propagation.  */
2592
2593 static void
2594 compute_set_hash_table ()
2595 {
2596   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2597   n_sets = 0;
2598   memset ((char *) set_hash_table, 0,
2599          set_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2600
2601   compute_hash_table (1);
2602 }
2603
2604 /* Allocate space for the expression hash table.
2605    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2606    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2607
2608 static void
2609 alloc_expr_hash_table (n_insns)
2610      unsigned int n_insns;
2611 {
2612   int n;
2613
2614   expr_hash_table_size = n_insns / 2;
2615   /* Make sure the amount is usable.  */
2616   if (expr_hash_table_size < 11)
2617     expr_hash_table_size = 11;
2618
2619   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2620      Making it an odd number is simplest for now.
2621      ??? Later take some measurements.  */
2622   expr_hash_table_size |= 1;
2623   n = expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2624   expr_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2625 }
2626
2627 /* Free things allocated by alloc_expr_hash_table.  */
2628
2629 static void
2630 free_expr_hash_table ()
2631 {
2632   free (expr_hash_table);
2633 }
2634
2635 /* Compute the hash table for doing GCSE.  */
2636
2637 static void
2638 compute_expr_hash_table ()
2639 {
2640   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2641   n_exprs = 0;
2642   memset ((char *) expr_hash_table, 0,
2643          expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2644
2645   compute_hash_table (0);
2646 }
2647 \f
2648 /* Expression tracking support.  */
2649
2650 /* Lookup pattern PAT in the expression table.
2651    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2652
2653 static struct expr *
2654 lookup_expr (pat)
2655      rtx pat;
2656 {
2657   int do_not_record_p;
2658   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2659                                  expr_hash_table_size);
2660   struct expr *expr;
2661
2662   if (do_not_record_p)
2663     return NULL;
2664
2665   expr = expr_hash_table[hash];
2666
2667   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2668     expr = expr->next_same_hash;
2669
2670   return expr;
2671 }
2672
2673 /* Lookup REGNO in the set table.  If PAT is non-NULL look for the entry that
2674    matches it, otherwise return the first entry for REGNO.  The result is a
2675    pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2676
2677 static struct expr *
2678 lookup_set (regno, pat)
2679      unsigned int regno;
2680      rtx pat;
2681 {
2682   unsigned int hash = hash_set (regno, set_hash_table_size);
2683   struct expr *expr;
2684
2685   expr = set_hash_table[hash];
2686
2687   if (pat)
2688     {
2689       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2690         expr = expr->next_same_hash;
2691     }
2692   else
2693     {
2694       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2695         expr = expr->next_same_hash;
2696     }
2697
2698   return expr;
2699 }
2700
2701 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2702
2703 static struct expr *
2704 next_set (regno, expr)
2705      unsigned int regno;
2706      struct expr *expr;
2707 {
2708   do
2709     expr = expr->next_same_hash;
2710   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2711
2712   return expr;
2713 }
2714
2715 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2716    start of the block].  */
2717
2718 static void
2719 reset_opr_set_tables ()
2720 {
2721   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2722      the block.  */
2723   sbitmap_zero (reg_set_bitmap);
2724
2725   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2726      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2727      location has been modified.  */
2728   {
2729     int i;
2730
2731     /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2732     for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
2733       {
2734         if (modify_mem_list[i]) 
2735           free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
2736         if (canon_modify_mem_list[i]) 
2737           free_INSN_LIST_list (canon_modify_mem_list + i);
2738       }
2739   }
2740 }
2741
2742 /* Return non-zero if the operands of X are not set before INSN in
2743    INSN's basic block.  */
2744
2745 static int
2746 oprs_not_set_p (x, insn)
2747      rtx x, insn;
2748 {
2749   int i, j;
2750   enum rtx_code code;
2751   const char *fmt;
2752
2753   if (x == 0)
2754     return 1;
2755
2756   code = GET_CODE (x);
2757   switch (code)
2758     {
2759     case PC:
2760     case CC0:
2761     case CONST:
2762     case CONST_INT:
2763     case CONST_DOUBLE:
2764     case SYMBOL_REF:
2765     case LABEL_REF:
2766     case ADDR_VEC:
2767     case ADDR_DIFF_VEC:
2768       return 1;
2769
2770     case MEM:
2771       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn), 
2772                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2773         return 0;
2774       else
2775         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2776
2777     case REG:
2778       return ! TEST_BIT (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2779
2780     default:
2781       break;
2782     }
2783
2784   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2785     {
2786       if (fmt[i] == 'e')
2787         {
2788           /* If we are about to do the last recursive call
2789              needed at this level, change it into iteration.
2790              This function is called enough to be worth it.  */
2791           if (i == 0)
2792             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2793
2794           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2795             return 0;
2796         }
2797       else if (fmt[i] == 'E')
2798         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2799           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2800             return 0;
2801     }
2802
2803   return 1;
2804 }
2805
2806 /* Mark things set by a CALL.  */
2807
2808 static void
2809 mark_call (insn)
2810      rtx insn;
2811 {
2812   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2813     record_last_mem_set_info (insn);
2814 }
2815
2816 /* Mark things set by a SET.  */
2817
2818 static void
2819 mark_set (pat, insn)
2820      rtx pat, insn;
2821 {
2822   rtx dest = SET_DEST (pat);
2823
2824   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2825          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2826          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2827          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2828     dest = XEXP (dest, 0);
2829
2830   if (GET_CODE (dest) == REG)
2831     SET_BIT (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2832   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2833     record_last_mem_set_info (insn);
2834
2835   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2836     mark_call (insn);
2837 }
2838
2839 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2840
2841 static void
2842 mark_clobber (pat, insn)
2843      rtx pat, insn;
2844 {
2845   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2846
2847   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2848     clob = XEXP (clob, 0);
2849
2850   if (GET_CODE (clob) == REG)
2851     SET_BIT (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2852   else
2853     record_last_mem_set_info (insn);
2854 }
2855
2856 /* Record things set by INSN.
2857    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2858
2859 static void
2860 mark_oprs_set (insn)
2861      rtx insn;
2862 {
2863   rtx pat = PATTERN (insn);
2864   int i;
2865
2866   if (GET_CODE (pat) == SET)
2867     mark_set (pat, insn);
2868   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2869     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2870       {
2871         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2872
2873         if (GET_CODE (x) == SET)
2874           mark_set (x, insn);
2875         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2876           mark_clobber (x, insn);
2877         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2878           mark_call (insn);
2879       }
2880
2881   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2882     mark_clobber (pat, insn);
2883   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2884     mark_call (insn);
2885 }
2886
2887 \f
2888 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2889
2890 /* Allocate reaching def variables.  */
2891
2892 static void
2893 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2894      int n_blocks, n_insns;
2895 {
2896   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2897   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_basic_blocks);
2898
2899   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2900   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_basic_blocks);
2901
2902   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2903   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_basic_blocks);
2904
2905   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2906   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_basic_blocks);
2907 }
2908
2909 /* Free reaching def variables.  */
2910
2911 static void
2912 free_rd_mem ()
2913 {
2914   sbitmap_vector_free (rd_kill);
2915   sbitmap_vector_free (rd_gen);
2916   sbitmap_vector_free (reaching_defs);
2917   sbitmap_vector_free (rd_out);
2918 }
2919
2920 /* Add INSN to the kills of BB.  REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2921
2922 static void
2923 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2924      rtx insn;
2925      int regno;
2926      basic_block bb;
2927 {
2928   struct reg_set *this_reg;
2929
2930   for (this_reg = reg_set_table[regno]; this_reg; this_reg = this_reg ->next)
2931     if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2932       SET_BIT (rd_kill[bb->index], INSN_CUID (this_reg->insn));
2933 }
2934
2935 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2936
2937 static void
2938 compute_kill_rd ()
2939 {
2940   int bb, cuid;
2941   unsigned int regno;
2942   int i;
2943
2944   /* For each block
2945        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2946            generates a definition in the block)
2947          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2948          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2949          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2950              this block
2951            Set the bit in `kill' corresponding to that insn.  */
2952   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2953     for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
2954       if (TEST_BIT (rd_gen[bb], cuid))
2955         {
2956           rtx insn = CUID_INSN (cuid);
2957           rtx pat = PATTERN (insn);
2958
2959           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2960             {
2961               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2962                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2963                   handle_rd_kill_set (insn, regno, BASIC_BLOCK (bb));
2964             }
2965
2966           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2967             {
2968               for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
2969                 {
2970                   enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
2971
2972                   if ((code == SET || code == CLOBBER)
2973                       && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
2974                     handle_rd_kill_set (insn,
2975                                         REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
2976                                         BASIC_BLOCK (bb));
2977                 }
2978             }
2979           else if (GET_CODE (pat) == SET && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
2980             /* Each setting of this register outside of this block
2981                must be marked in the set of kills in this block.  */
2982             handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), BASIC_BLOCK (bb));
2983         }
2984 }
2985
2986 /* Compute the reaching definitions as in 
2987    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
2988    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
2989    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
2990
2991 static void
2992 compute_rd ()
2993 {
2994   int bb, changed, passes;
2995
2996   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
2997     sbitmap_copy (rd_out[bb] /*dst*/, rd_gen[bb] /*src*/);
2998
2999   passes = 0;
3000   changed = 1;
3001   while (changed)
3002     {
3003       changed = 0;
3004       for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3005         {
3006           sbitmap_union_of_preds (reaching_defs[bb], rd_out, bb);
3007           changed |= sbitmap_union_of_diff (rd_out[bb], rd_gen[bb],
3008                                             reaching_defs[bb], rd_kill[bb]);
3009         }
3010       passes++;
3011     }
3012
3013   if (gcse_file)
3014     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
3015 }
3016 \f
3017 /* Classic GCSE available expression support.  */
3018
3019 /* Allocate memory for available expression computation.  */
3020
3021 static void
3022 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
3023      int n_blocks, n_exprs;
3024 {
3025   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3026   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_basic_blocks);
3027
3028   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3029   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_basic_blocks);
3030
3031   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3032   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_basic_blocks);
3033
3034   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3035   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_basic_blocks);
3036 }
3037
3038 static void
3039 free_avail_expr_mem ()
3040 {
3041   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3042   sbitmap_vector_free (ae_gen);
3043   sbitmap_vector_free (ae_in);
3044   sbitmap_vector_free (ae_out);
3045 }
3046
3047 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
3048
3049 static void
3050 compute_ae_gen ()
3051 {
3052   unsigned int i;
3053   struct expr *expr;
3054   struct occr *occr;
3055
3056   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
3057      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
3058      is not available, and the only expressions we want to work with are the
3059      ones that are recorded.  */
3060   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3061     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != 0; expr = expr->next_same_hash)
3062       for (occr = expr->avail_occr; occr != 0; occr = occr->next)
3063         SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
3064 }
3065
3066 /* Return non-zero if expression X is killed in BB.  */
3067
3068 static int
3069 expr_killed_p (x, bb)
3070      rtx x;
3071      basic_block bb;
3072 {
3073   int i, j;
3074   enum rtx_code code;
3075   const char *fmt;
3076
3077   if (x == 0)
3078     return 1;
3079
3080   code = GET_CODE (x);
3081   switch (code)
3082     {
3083     case REG:
3084       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
3085
3086     case MEM:
3087       if (load_killed_in_block_p (bb, get_max_uid () + 1, x, 0))
3088         return 1;
3089       else
3090         return expr_killed_p (XEXP (x, 0), bb);
3091
3092     case PC:
3093     case CC0: /*FIXME*/
3094     case CONST:
3095     case CONST_INT:
3096     case CONST_DOUBLE:
3097     case SYMBOL_REF:
3098     case LABEL_REF:
3099     case ADDR_VEC:
3100     case ADDR_DIFF_VEC:
3101       return 0;
3102
3103     default:
3104       break;
3105     }
3106
3107   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3108     {
3109       if (fmt[i] == 'e')
3110         {
3111           /* If we are about to do the last recursive call
3112              needed at this level, change it into iteration.
3113              This function is called enough to be worth it.  */
3114           if (i == 0)
3115             return expr_killed_p (XEXP (x, i), bb);
3116           else if (expr_killed_p (XEXP (x, i), bb))
3117             return 1;
3118         }
3119       else if (fmt[i] == 'E')
3120         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3121           if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
3122             return 1;
3123     }
3124
3125   return 0;
3126 }
3127
3128 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
3129
3130 static void
3131 compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill)
3132      sbitmap *ae_gen, *ae_kill;
3133 {
3134   int bb;
3135   unsigned int i;
3136   struct expr *expr;
3137
3138   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3139     for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3140       for (expr = expr_hash_table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3141         {
3142           /* Skip EXPR if generated in this block.  */
3143           if (TEST_BIT (ae_gen[bb], expr->bitmap_index))
3144             continue;
3145
3146           if (expr_killed_p (expr->expr, BASIC_BLOCK (bb)))
3147             SET_BIT (ae_kill[bb], expr->bitmap_index);
3148         }
3149 }
3150 \f
3151 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
3152
3153 /* Return non-zero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
3154
3155    CHECK_SELF_LOOP is non-zero if we should consider a block reaching itself
3156    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
3157    of the expression in the block.
3158
3159    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3160    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3161
3162    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3163    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3164    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3165    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3166    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3167    the closest such expression.  */
3168
3169 static int
3170 expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
3171      struct occr *occr;
3172      struct expr *expr;
3173      basic_block bb;
3174      int check_self_loop;
3175      char *visited;
3176 {
3177   edge pred;
3178
3179   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
3180     {
3181       basic_block pred_bb = pred->src;
3182
3183       if (visited[pred_bb->index])
3184         /* This predecessor has already been visited. Nothing to do.  */
3185           ;
3186       else if (pred_bb == bb)
3187         {
3188           /* BB loops on itself.  */
3189           if (check_self_loop
3190               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index)
3191               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3192             return 1;
3193
3194           visited[pred_bb->index] = 1;
3195         }
3196
3197       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3198       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3199         visited[pred_bb->index] = 1;
3200
3201       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3202       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3203         {
3204           /* Is this the occurrence we're looking for?
3205              Note that there's only one generating occurrence per block
3206              so we just need to check the block number.  */
3207           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3208             return 1;
3209
3210           visited[pred_bb->index] = 1;
3211         }
3212
3213       /* Neither gen nor kill.  */
3214       else
3215         {
3216           visited[pred_bb->index] = 1;
3217           if (expr_reaches_here_p_work (occr, expr, pred_bb, check_self_loop, 
3218               visited))
3219
3220             return 1;
3221         }
3222     }
3223
3224   /* All paths have been checked.  */
3225   return 0;
3226 }
3227
3228 /* This wrapper for expr_reaches_here_p_work() is to ensure that any
3229    memory allocated for that function is returned.  */
3230
3231 static int
3232 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop)
3233      struct occr *occr;
3234      struct expr *expr;
3235      basic_block bb;
3236      int check_self_loop;
3237 {
3238   int rval;
3239   char *visited = (char *) xcalloc (n_basic_blocks, 1);
3240
3241   rval = expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited);
3242   
3243   free (visited);
3244   return rval;
3245 }
3246
3247 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
3248    If there is more than one such instruction, return NULL.
3249
3250    Called only by handle_avail_expr.  */
3251
3252 static rtx
3253 computing_insn (expr, insn)
3254      struct expr *expr;
3255      rtx insn;
3256 {
3257   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3258
3259   if (expr->avail_occr->next == NULL)
3260     {    
3261       if (BLOCK_FOR_INSN (expr->avail_occr->insn) == bb)
3262         /* The available expression is actually itself
3263            (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
3264         return NULL;
3265
3266       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
3267          a substitution that took place.  */
3268       return expr->avail_occr->insn;
3269     }
3270   else
3271     {
3272       /* Pattern is computed more than once.
3273          Search backwards from this insn to see how many of these 
3274          computations actually reach this insn.  */
3275       struct occr *occr;
3276       rtx insn_computes_expr = NULL;
3277       int can_reach = 0;
3278
3279       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3280         {
3281           if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
3282             {
3283               /* The expression is generated in this block.
3284                  The only time we care about this is when the expression
3285                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
3286                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
3287               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn)
3288                   && expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1))
3289                 {
3290                   can_reach++;
3291                   if (can_reach > 1)
3292                     return NULL;
3293
3294                   insn_computes_expr = occr->insn;
3295                 }
3296             }
3297           else if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0))
3298             {
3299               can_reach++;
3300               if (can_reach > 1)
3301                 return NULL;
3302
3303               insn_computes_expr = occr->insn;
3304             }
3305         }
3306
3307       if (insn_computes_expr == NULL)
3308         abort ();
3309
3310       return insn_computes_expr;
3311     }
3312 }
3313
3314 /* Return non-zero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3315    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3316
3317 static int
3318 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3319      rtx insn, def_insn;
3320 {
3321   rtx reg;
3322
3323   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3324     return 1;
3325
3326   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3327     {
3328       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3329         {
3330           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3331             return 1;
3332           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3333             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3334           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3335             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3336           else
3337             abort ();
3338
3339           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3340         }
3341       else
3342         return 0;
3343     }
3344
3345   return 0;
3346 }
3347
3348 /* Return non-zero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.  The
3349    value returned is the number of definitions that reach INSN.  Returning a
3350    value of zero means that [maybe] more than one definition reaches INSN and
3351    the caller can't perform whatever optimization it is trying.  i.e. it is
3352    always safe to return zero.  */
3353
3354 static int
3355 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3356      struct reg_set **addr_this_reg;
3357      rtx insn;
3358      int for_combine;
3359 {
3360   int number_of_reaching_defs = 0;
3361   struct reg_set *this_reg;
3362
3363   for (this_reg = *addr_this_reg; this_reg != 0; this_reg = this_reg->next)
3364     if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3365       {
3366         number_of_reaching_defs++;
3367         /* Ignore parallels for now.  */
3368         if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3369           return 0;
3370
3371         if (!for_combine
3372             && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3373                 || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3374                                   SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3375           /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3376           return 0;
3377
3378         if (number_of_reaching_defs > 1)
3379           {
3380             /* If in this setting the value the register is being set to is
3381                equal to the previous value the register was set to and this
3382                setting reaches the insn we are trying to do the substitution
3383                on then we are ok.  */
3384             if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3385               return 0;
3386             else if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3387                                     SET_SRC (PATTERN (insn))))
3388               return 0;
3389           }
3390
3391         *addr_this_reg = this_reg; 
3392       }
3393
3394   return number_of_reaching_defs;
3395 }
3396
3397 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3398    so try to perform the substitution.
3399
3400    The result is non-zero if any changes were made.  */
3401
3402 static int
3403 handle_avail_expr (insn, expr)
3404      rtx insn;
3405      struct expr *expr;
3406 {
3407   rtx pat, insn_computes_expr, expr_set;
3408   rtx to;
3409   struct reg_set *this_reg;
3410   int found_setting, use_src;
3411   int changed = 0;
3412
3413   /* We only handle the case where one computation of the expression
3414      reaches this instruction.  */
3415   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3416   if (insn_computes_expr == NULL)
3417     return 0;
3418   expr_set = single_set (insn_computes_expr);
3419   if (!expr_set)
3420     abort ();
3421
3422   found_setting = 0;
3423   use_src = 0;
3424
3425   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3426      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3427      expression is computed into.  */
3428   if (GET_CODE (SET_SRC (expr_set)) == REG)
3429     {
3430       /* This is the case when the available expression that reaches
3431          here has already been handled as an available expression.  */
3432       unsigned int regnum_for_replacing
3433         = REGNO (SET_SRC (expr_set));
3434
3435       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3436          however we know it's set only once.  */
3437       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3438           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3439              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3440           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3441                this_reg->next == NULL)
3442               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3443        {
3444          use_src = 1;
3445          found_setting = 1;
3446        }
3447     }
3448
3449   if (!found_setting)
3450     {
3451       unsigned int regnum_for_replacing
3452         = REGNO (SET_DEST (expr_set));
3453
3454       /* This shouldn't happen.  */
3455       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3456         abort ();
3457
3458       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3459
3460       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3461          or only one set reaches this insn, use it.  */
3462       if (this_reg->next == NULL
3463           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3464         found_setting = 1;
3465     }
3466
3467   if (found_setting)
3468     {
3469       pat = PATTERN (insn);
3470       if (use_src)
3471         to = SET_SRC (expr_set);
3472       else
3473         to = SET_DEST (expr_set);
3474       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3475
3476       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3477          to play it safe we check.  */
3478       if (changed)
3479         {
3480           gcse_subst_count++;
3481           if (gcse_file != NULL)
3482             {
3483               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with",
3484                        INSN_UID (insn));
3485               fprintf (gcse_file, " reg %d %s insn %d\n",
3486                        REGNO (to), use_src ? "from" : "set in",
3487                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3488             }
3489         }
3490     }
3491
3492   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3493   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3494     {
3495       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3496          into a new pseudo register call this new register REGN.
3497          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3498          replace all uses of REGB with REGN.  */
3499       rtx new_insn;
3500
3501       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (expr_set)));
3502
3503       /* Generate the new insn.  */
3504       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3505          an insn.  I think this is ok.  */
3506       new_insn
3507         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3508                                         SET_DEST (expr_set)),
3509                            insn_computes_expr);
3510
3511       /* Keep register set table up to date.  */
3512       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3513
3514       gcse_create_count++;
3515       if (gcse_file != NULL)
3516         {
3517           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d",
3518                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3519                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))));
3520           fprintf (gcse_file, ", computed in insn %d,\n",
3521                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3522           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n",
3523                    REGNO (to));
3524         }
3525
3526       pat = PATTERN (insn);
3527
3528       /* Do register replacement for INSN.  */
3529       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3530                                  SET_DEST (PATTERN
3531                                            (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3532                                  0);
3533
3534       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3535          to play it safe we check.  */
3536       if (changed)
3537         {
3538           gcse_subst_count++;
3539           if (gcse_file != NULL)
3540             {
3541               fprintf (gcse_file,
3542                        "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d ",
3543                        INSN_UID (insn),
3544                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN
3545                                                  (insn_computes_expr)))));
3546               fprintf (gcse_file, "set in insn %d\n",
3547                        INSN_UID (insn_computes_expr)); 
3548             }
3549         }
3550     }
3551
3552   return changed;
3553 }
3554
3555 /* Perform classic GCSE.  This is called by one_classic_gcse_pass after all
3556    the dataflow analysis has been done.
3557
3558    The result is non-zero if a change was made.  */
3559
3560 static int
3561 classic_gcse ()
3562 {
3563   int bb, changed;
3564   rtx insn;
3565
3566   /* Note we start at block 1.  */
3567
3568   changed = 0;
3569   for (bb = 1; bb < n_basic_blocks; bb++)
3570     {
3571       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3572          start of the block].  */
3573       reset_opr_set_tables ();
3574
3575       for (insn = BLOCK_HEAD (bb);
3576            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
3577            insn = NEXT_INSN (insn))
3578         {
3579           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3580           if (GET_CODE (insn) == INSN
3581               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3582               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3583               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3584             {
3585               rtx pat = PATTERN (insn);
3586               rtx src = SET_SRC (pat);
3587               struct expr *expr;
3588
3589               if (want_to_gcse_p (src)
3590                   /* Is the expression recorded?  */
3591                   && ((expr = lookup_expr (src)) != NULL)
3592                   /* Is the expression available [at the start of the
3593                      block]?  */
3594                   && TEST_BIT (ae_in[bb], expr->bitmap_index)
3595                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3596                      block?  */
3597                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3598                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3599             }
3600
3601           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3602           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3603           if (INSN_P (insn))
3604             mark_oprs_set (insn);
3605         }
3606     }
3607
3608   return changed;
3609 }
3610
3611 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3612
3613    Return non-zero if a change was made.  */
3614
3615 static int
3616 one_classic_gcse_pass (pass)
3617      int pass;
3618 {
3619   int changed = 0;
3620
3621   gcse_subst_count = 0;
3622   gcse_create_count = 0;
3623
3624   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
3625   alloc_rd_mem (n_basic_blocks, max_cuid);
3626   compute_expr_hash_table ();
3627   if (gcse_file)
3628     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
3629                      expr_hash_table_size, n_exprs);
3630
3631   if (n_exprs > 0)
3632     {
3633       compute_kill_rd ();
3634       compute_rd ();
3635       alloc_avail_expr_mem (n_basic_blocks, n_exprs);
3636       compute_ae_gen ();
3637       compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill);
3638       compute_available (ae_gen, ae_kill, ae_out, ae_in);
3639       changed = classic_gcse ();
3640       free_avail_expr_mem ();
3641     }
3642
3643   free_rd_mem ();
3644   free_expr_hash_table ();
3645
3646   if (gcse_file)
3647     {
3648       fprintf (gcse_file, "\n");
3649       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs,",
3650                current_function_name, pass, bytes_used, gcse_subst_count);
3651       fprintf (gcse_file, "%d insns created\n", gcse_create_count);
3652     }
3653
3654   return changed;
3655 }
3656 \f
3657 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3658
3659 /* Local properties of assignments.  */
3660 static sbitmap *cprop_pavloc;
3661 static sbitmap *cprop_absaltered;
3662
3663 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3664 static sbitmap *cprop_avin;
3665 static sbitmap *cprop_avout;
3666
3667 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
3668    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
3669
3670 static void
3671 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3672      int n_blocks, n_sets;
3673 {
3674   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3675   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3676
3677   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3678   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3679 }
3680
3681 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3682
3683 static void
3684 free_cprop_mem ()
3685 {
3686   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
3687   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
3688   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
3689   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
3690 }
3691
3692 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
3693    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
3694    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
3695    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
3696    bit in BMAP.  */
3697
3698 static void
3699 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3700      rtx x;
3701      int indx;
3702      sbitmap *bmap;
3703      int set_p;
3704 {
3705   int bb, i, j;
3706   enum rtx_code code;
3707   reg_set *r;
3708   const char *fmt;
3709
3710   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3711      can't do it when there's no return value.  */
3712  repeat:
3713
3714   if (x == 0)
3715     return;
3716
3717   code = GET_CODE (x);
3718   switch (code)
3719     {
3720     case REG:
3721       if (set_p)
3722         {
3723           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3724             {
3725               for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3726                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb], REGNO (x)))
3727                   SET_BIT (bmap[bb], indx);
3728             }
3729           else
3730             {
3731               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3732                 SET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3733             }
3734         }
3735       else
3736         {
3737           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3738             {
3739               for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3740                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb], REGNO (x)))
3741                   RESET_BIT (bmap[bb], indx);
3742             }
3743           else
3744             {
3745               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3746                 RESET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3747             }
3748         }
3749
3750       return;
3751
3752     case MEM:
3753       for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
3754         {
3755           rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb];
3756
3757           while (list_entry)
3758             {
3759               rtx dest, dest_addr;
3760
3761               if (GET_CODE (XEXP (list_entry, 0)) == CALL_INSN)
3762                 {
3763                   if (set_p)
3764                     SET_BIT (bmap[bb], indx);
3765                   else
3766                     RESET_BIT (bmap[bb], indx);
3767                   break;
3768                 }
3769               /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
3770                  Examine each hunk of memory that is modified.  */
3771
3772               dest = XEXP (list_entry, 0);
3773               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3774               dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
3775               
3776               if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
3777                                          x, rtx_addr_varies_p))
3778                 {
3779                   if (set_p)
3780                     SET_BIT (bmap[bb], indx);
3781                   else
3782                     RESET_BIT (bmap[bb], indx);
3783                   break;
3784                 }
3785               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3786             }
3787         }
3788
3789       x = XEXP (x, 0);
3790       goto repeat;
3791
3792     case PC:
3793     case CC0: /*FIXME*/
3794     case CONST:
3795     case CONST_INT:
3796     case CONST_DOUBLE:
3797     case SYMBOL_REF:
3798     case LABEL_REF:
3799     case ADDR_VEC:
3800     case ADDR_DIFF_VEC:
3801       return;
3802
3803     default:
3804       break;
3805     }
3806
3807   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3808     {
3809       if (fmt[i] == 'e')
3810         {
3811           /* If we are about to do the last recursive call
3812              needed at this level, change it into iteration.
3813              This function is called enough to be worth it.  */
3814           if (i == 0)
3815             {
3816               x = XEXP (x, i);
3817               goto repeat;
3818             }
3819
3820           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
3821         }
3822       else if (fmt[i] == 'E')
3823         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3824           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3825     }
3826 }
3827
3828 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3829    propagation.  */
3830
3831 static void
3832 compute_cprop_data ()
3833 {
3834   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, 1);
3835   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
3836                      cprop_avout, cprop_avin);
3837 }
3838 \f
3839 /* Copy/constant propagation.  */
3840
3841 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3842 #define MAX_USES 8
3843
3844 /* Table of uses found in an insn.
3845    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3846 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3847
3848 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3849 static int reg_use_count;
3850
3851 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
3852    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
3853    and contains the number of uses in the table upon exit.
3854
3855    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
3856    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3857
3858 static void
3859 find_used_regs (xptr, data)
3860      rtx *xptr;
3861      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3862 {
3863   int i, j;
3864   enum rtx_code code;
3865   const char *fmt;
3866   rtx x = *xptr;
3867
3868   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3869      can't do it when there's no return value.  */
3870  repeat:
3871   if (x == 0)
3872     return;
3873
3874   code = GET_CODE (x);
3875   if (REG_P (x))
3876     {
3877       if (reg_use_count == MAX_USES)
3878         return;
3879
3880       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3881       reg_use_count++;
3882     }
3883
3884   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3885
3886   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3887     {
3888       if (fmt[i] == 'e')
3889         {
3890           /* If we are about to do the last recursive call
3891              needed at this level, change it into iteration.
3892              This function is called enough to be worth it.  */
3893           if (i == 0)
3894             {
3895               x = XEXP (x, 0);
3896               goto repeat;
3897             }
3898
3899           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
3900         }
3901       else if (fmt[i] == 'E')
3902         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3903           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
3904     }
3905 }
3906
3907 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3908    Returns non-zero is successful.  */
3909
3910 static int
3911 try_replace_reg (from, to, insn)
3912      rtx from, to, insn;
3913 {
3914   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3915   rtx src = 0;
3916   int success = 0;
3917   rtx set = single_set (insn);
3918
3919   success = validate_replace_src (from, to, insn);
3920
3921   /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
3922      the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
3923      SETs, but it probably won't buy us anything.  */
3924   if (!success && set != 0)
3925     {
3926       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
3927
3928       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
3929           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
3930         success = 1;
3931     }
3932
3933   /* If we've failed to do replacement, have a single SET, and don't already
3934      have a note, add a REG_EQUAL note to not lose information.  */
3935   if (!success && note == 0 && set != 0)
3936     note = REG_NOTES (insn)
3937       = gen_rtx_EXPR_LIST (REG_EQUAL, src, REG_NOTES (insn));
3938
3939   /* If there is already a NOTE, update the expression in it with our
3940      replacement.  */
3941   else if (note != 0)
3942     XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to);
3943
3944   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
3945      We don't allow that. Remove that note. This code ought
3946      not to hapen, because previous code ought to syntetize
3947      reg-reg move, but be on the safe side.  */
3948   if (note && REG_P (XEXP (note, 0)))
3949     remove_note (insn, note);
3950
3951   return success;
3952 }
3953
3954 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
3955    NULL no such set is found.  */
3956
3957 static struct expr *
3958 find_avail_set (regno, insn)
3959      int regno;
3960      rtx insn;
3961 {
3962   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
3963      use in a substitution.  */
3964   struct expr *set1 = 0;
3965  
3966   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
3967      available at the start of the block containing INSN.  ie we would
3968      need two sets like this available at the start of the block:
3969
3970        (set (reg X) (reg Y))
3971        (set (reg Y) (reg X))
3972
3973      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
3974      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
3975   while (1)
3976      {
3977       rtx src;
3978       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
3979
3980       /* Find a set that is available at the start of the block
3981          which contains INSN.  */
3982       while (set)
3983         {
3984           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
3985             break;
3986           set = next_set (regno, set);
3987         }
3988
3989       /* If no available set was found we've reached the end of the
3990          (possibly empty) copy chain.  */
3991       if (set == 0)
3992         break;
3993
3994       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
3995         abort ();
3996
3997       src = SET_SRC (set->expr);
3998
3999       /* We know the set is available.
4000          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
4001          have changed since the start of the block).  
4002
4003          If the source operand changed, we may still use it for the next
4004          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
4005
4006       if (CONSTANT_P (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
4007         set1 = set;
4008
4009       /* If the source of the set is anything except a register, then
4010          we have reached the end of the copy chain.  */
4011       if (GET_CODE (src) != REG)
4012         break;
4013
4014       /* Follow the copy chain, ie start another iteration of the loop
4015          and see if we have an available copy into SRC.  */
4016       regno = REGNO (src);
4017      }
4018
4019   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
4020      INSN.  */
4021   return set1;
4022 }
4023
4024 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
4025    JUMP_INSNS.  INSN must be a conditional jump.  FROM is what we will try to
4026    replace, SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns
4027    nonzero if a change was made.  We know INSN has just a SET.  */
4028
4029 static int
4030 cprop_jump (bb, insn, from, src)
4031      rtx insn;
4032      rtx from;
4033      rtx src;
4034      basic_block bb;
4035 {
4036   rtx set = PATTERN (insn);
4037   rtx new = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, src);
4038
4039   /* If no simplification can be made, then try the next
4040      register.  */
4041   if (rtx_equal_p (new, SET_SRC (set)))
4042     return 0;
4043  
4044   /* If this is now a no-op leave it that way, but update LABEL_NUSED if
4045      necessary.  */
4046   if (new == pc_rtx)
4047     {
4048       SET_SRC (set) = new;
4049
4050       if (JUMP_LABEL (insn) != 0)
4051         --LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (insn));
4052     }
4053
4054   /* Otherwise, this must be a valid instruction.  */
4055   else if (! validate_change (insn, &SET_SRC (set), new, 0))
4056     return 0;
4057
4058   /* If this has turned into an unconditional jump,
4059      then put a barrier after it so that the unreachable
4060      code will be deleted.  */
4061   if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
4062     emit_barrier_after (insn);
4063
4064   run_jump_opt_after_gcse = 1;
4065
4066   const_prop_count++;
4067   if (gcse_file != NULL)
4068     {
4069       fprintf (gcse_file,
4070                "CONST-PROP: Replacing reg %d in insn %d with constant ",
4071                REGNO (from), INSN_UID (insn));
4072       print_rtl (gcse_file, src);
4073       fprintf (gcse_file, "\n");
4074     }
4075   purge_dead_edges (bb);
4076
4077   return 1;
4078 }
4079
4080 #ifdef HAVE_cc0
4081
4082 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into JUMP_INSNS
4083    for machines that have CC0.  INSN is a single set that stores into CC0;
4084    the insn following it is a conditional jump.  REG_USED is the use we will
4085    try to replace, SRC is the constant we will try to substitute for it.
4086    Returns nonzero if a change was made.  */
4087
4088 static int
4089 cprop_cc0_jump (bb, insn, reg_used, src)
4090      basic_block bb;
4091      rtx insn;
4092      struct reg_use *reg_used;
4093      rtx src;
4094 {
4095   /* First substitute in the SET_SRC of INSN, then substitute that for
4096      CC0 in JUMP.  */
4097   rtx jump = NEXT_INSN (insn);
4098   rtx new_src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (PATTERN (insn)),
4099                                       reg_used->reg_rtx, src);
4100
4101   if (! cprop_jump (bb, jump, cc0_rtx, new_src))
4102     return 0;
4103
4104   /* If we succeeded, delete the cc0 setter.  */
4105   delete_insn (insn);
4106
4107   return 1;
4108  }
4109 #endif
4110  
4111 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
4112    The result is non-zero if a change was made.  */
4113
4114 static int
4115 cprop_insn (bb, insn, alter_jumps)
4116      basic_block bb;
4117      rtx insn;
4118      int alter_jumps;
4119 {
4120   struct reg_use *reg_used;
4121   int changed = 0;
4122   rtx note;
4123
4124   if (!INSN_P (insn))
4125     return 0;
4126
4127   reg_use_count = 0;
4128   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4129   
4130   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4131
4132   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
4133   if (note)
4134     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4135
4136   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4137        reg_used++, reg_use_count--)
4138     {
4139       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4140       rtx pat, src;
4141       struct expr *set;
4142
4143       /* Ignore registers created by GCSE.
4144          We do this because ...  */
4145       if (regno >= max_gcse_regno)
4146         continue;
4147
4148       /* If the register has already been set in this block, there's
4149          nothing we can do.  */
4150       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
4151         continue;
4152
4153       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
4154          at the start of the block.  */
4155       set = find_avail_set (regno, insn);
4156       if (! set)
4157         continue;
4158   
4159       pat = set->expr;
4160       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
4161       if (GET_CODE (pat) != SET)
4162         abort ();
4163
4164       src = SET_SRC (pat);
4165
4166       /* Constant propagation.  */
4167       if (GET_CODE (src) == CONST_INT || GET_CODE (src) == CONST_DOUBLE
4168           || GET_CODE (src) == SYMBOL_REF)
4169         {
4170           /* Handle normal insns first.  */
4171           if (GET_CODE (insn) == INSN
4172               && try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4173             {
4174               changed = 1;
4175               const_prop_count++;
4176               if (gcse_file != NULL)
4177                 {
4178                   fprintf (gcse_file, "CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
4179                            regno);
4180                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4181                            INSN_UID (insn));
4182                   print_rtl (gcse_file, src);
4183                   fprintf (gcse_file, "\n");
4184                 }
4185
4186               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4187                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4188             }
4189
4190           /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
4191              We're pretty specific about what we will handle in this
4192              code, we can extend this as necessary over time.
4193
4194              Right now the insn in question must look like
4195              (set (pc) (if_then_else ...))  */
4196           else if (alter_jumps
4197                    && GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4198                    && condjump_p (insn)
4199                    && ! simplejump_p (insn))
4200             changed |= cprop_jump (bb, insn, reg_used->reg_rtx, src);
4201
4202 #ifdef HAVE_cc0
4203           /* Similar code for machines that use a pair of CC0 setter and
4204              conditional jump insn.  */
4205           else if (alter_jumps
4206                    && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
4207                    && SET_DEST (PATTERN (insn)) == cc0_rtx
4208                    && GET_CODE (NEXT_INSN (insn)) == JUMP_INSN
4209                    && condjump_p (NEXT_INSN (insn))
4210                    && ! simplejump_p (NEXT_INSN (insn))
4211                    && cprop_cc0_jump (bb, insn, reg_used, src))
4212             {
4213               changed = 1;
4214               break;
4215             }
4216 #endif
4217         }
4218       else if (GET_CODE (src) == REG
4219                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4220                && REGNO (src) != regno)
4221         {
4222           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4223             {
4224               changed = 1;
4225               copy_prop_count++;
4226               if (gcse_file != NULL)
4227                 {
4228                   fprintf (gcse_file, "COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4229                            regno, INSN_UID (insn));
4230                   fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
4231                 }
4232
4233               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4234                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4235               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
4236                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
4237                  and made things worse.  */
4238             }
4239         }
4240     }
4241
4242   return changed;
4243 }
4244
4245 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
4246    non-zero if a change was made.  */
4247
4248 static int
4249 cprop (alter_jumps)
4250      int alter_jumps;
4251 {
4252   int bb, changed;
4253   rtx insn;
4254
4255   /* Note we start at block 1.  */
4256
4257   changed = 0;
4258   for (bb = 1; bb < n_basic_blocks; bb++)
4259     {
4260       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
4261          start of the block].  */
4262       reset_opr_set_tables ();
4263
4264       for (insn = BLOCK_HEAD (bb);
4265            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
4266            insn = NEXT_INSN (insn))
4267         if (INSN_P (insn))
4268           {
4269             changed |= cprop_insn (BASIC_BLOCK (bb), insn, alter_jumps);
4270
4271             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
4272             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
4273                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
4274             if (GET_CODE (insn) != NOTE)
4275               mark_oprs_set (insn);
4276         }
4277     }
4278
4279   if (gcse_file != NULL)
4280     fprintf (gcse_file, "\n");
4281
4282   return changed;
4283 }
4284
4285 /* Perform one copy/constant propagation pass.
4286    F is the first insn in the function.
4287    PASS is the pass count.  */
4288
4289 static int
4290 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
4291      int pass;
4292      int alter_jumps;
4293 {
4294   int changed = 0;
4295
4296   const_prop_count = 0;
4297   copy_prop_count = 0;
4298
4299   alloc_set_hash_table (max_cuid);
4300   compute_set_hash_table ();
4301   if (gcse_file)
4302     dump_hash_table (gcse_file, "SET", set_hash_table, set_hash_table_size,
4303                      n_sets);
4304   if (n_sets > 0)
4305     {
4306       alloc_cprop_mem (n_basic_blocks, n_sets);
4307       compute_cprop_data ();
4308       changed = cprop (alter_jumps);
4309       free_cprop_mem ();
4310     }
4311
4312   free_set_hash_table ();
4313
4314   if (gcse_file)
4315     {
4316       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4317                current_function_name, pass, bytes_used);
4318       fprintf (gcse_file, "%d const props, %d copy props\n\n",
4319                const_prop_count, copy_prop_count);
4320     }
4321
4322   return changed;
4323 }
4324 \f
4325 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
4326
4327 /* Local properties of expressions.  */
4328 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
4329 static sbitmap *transp;
4330
4331 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
4332    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
4333    created by a calls.  */
4334 static sbitmap *transpout;
4335
4336 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
4337 static sbitmap *comp;
4338
4339 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
4340 static sbitmap *antloc;
4341
4342 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
4343    point.  */
4344 static sbitmap *pre_optimal;
4345
4346 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
4347 static sbitmap *pre_redundant;
4348
4349 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
4350 static sbitmap *pre_insert_map;
4351
4352 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
4353 static sbitmap *pre_delete_map;
4354
4355 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
4356 static struct edge_list *edge_list;
4357
4358 /* Redundant insns.  */
4359 static sbitmap pre_redundant_insns;
4360
4361 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
4362
4363 static void
4364 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
4365      int n_blocks, n_exprs;
4366 {
4367   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4368   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4369   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4370
4371   pre_optimal = NULL;
4372   pre_redundant = NULL;
4373   pre_insert_map = NULL;
4374   pre_delete_map = NULL;
4375   ae_in = NULL;
4376   ae_out = NULL;
4377   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4378
4379   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
4380 }
4381
4382 /* Free vars used for PRE analysis.  */
4383
4384 static void
4385 free_pre_mem ()
4386 {
4387   sbitmap_vector_free (transp);
4388   sbitmap_vector_free (comp);
4389
4390   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
4391
4392   if (pre_optimal)
4393     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
4394   if (pre_redundant)
4395     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
4396   if (pre_insert_map)
4397     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
4398   if (pre_delete_map)
4399     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
4400   if (ae_in)
4401     sbitmap_vector_free (ae_in);
4402   if (ae_out)
4403     sbitmap_vector_free (ae_out);
4404
4405   transp = comp = NULL;
4406   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
4407   ae_in = ae_out = NULL;
4408 }
4409
4410 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4411
4412 static void
4413 compute_pre_data ()
4414 {
4415   sbitmap trapping_expr;
4416   int i;
4417   unsigned int ui;
4418
4419   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
4420   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_basic_blocks);
4421
4422   /* Collect expressions which might trap.  */
4423   trapping_expr = sbitmap_alloc (n_exprs);
4424   sbitmap_zero (trapping_expr);
4425   for (ui = 0; ui < expr_hash_table_size; ui++)
4426     {
4427       struct expr *e;
4428       for (e = expr_hash_table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
4429         if (may_trap_p (e->expr))
4430           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
4431     }
4432
4433   /* Compute ae_kill for each basic block using:
4434
4435      ~(TRANSP | COMP)
4436
4437      This is significantly faster than compute_ae_kill.  */
4438
4439   for (i = 0; i < n_basic_blocks; i++)
4440     {
4441       edge e;
4442
4443       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
4444          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
4445          place the instruction on the edge.  So make them neither
4446          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
4447       for (e = BASIC_BLOCK (i)->pred; e ; e = e->pred_next)
4448         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
4449           {
4450             sbitmap_difference (antloc[i], antloc[i], trapping_expr);
4451             sbitmap_difference (transp[i], transp[i], trapping_expr);
4452             break;
4453           }
4454
4455       sbitmap_a_or_b (ae_kill[i], transp[i], comp[i]);
4456       sbitmap_not (ae_kill[i], ae_kill[i]);
4457     }
4458
4459   edge_list = pre_edge_lcm (gcse_file, n_exprs, transp, comp, antloc,
4460                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
4461   sbitmap_vector_free (antloc);
4462   antloc = NULL;
4463   sbitmap_vector_free (ae_kill);
4464   ae_kill = NULL; 
4465   free (trapping_expr);
4466 }
4467 \f
4468 /* PRE utilities */
4469
4470 /* Return non-zero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4471    block BB.
4472
4473    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4474    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4475
4476    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4477    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4478    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4479    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4480    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4481    the closest such expression.  */
4482
4483 static int
4484 pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited)
4485      basic_block occr_bb;
4486      struct expr *expr;
4487      basic_block bb;
4488      char *visited;
4489 {
4490   edge pred;
4491
4492   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
4493     {
4494       basic_block pred_bb = pred->src;
4495
4496       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
4497           /* Has predecessor has already been visited?  */
4498           || visited[pred_bb->index])
4499         ;/* Nothing to do.  */
4500
4501       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4502       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4503         {
4504           /* Is this the occurrence we're looking for?
4505              Note that there's only one generating occurrence per block
4506              so we just need to check the block number.  */
4507           if (occr_bb == pred_bb)
4508             return 1;
4509
4510           visited[pred_bb->index] = 1;
4511         }
4512       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4513       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4514         visited[pred_bb->index] = 1;
4515
4516       /* Neither gen nor kill.  */
4517       else
4518         {
4519           visited[pred_bb->index] = 1;
4520           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
4521             return 1;
4522         }
4523     }
4524
4525   /* All paths have been checked.  */
4526   return 0;
4527 }
4528
4529 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
4530    memory allocated for that function is returned.  */
4531
4532 static int
4533 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb)
4534      basic_block occr_bb;
4535      struct expr *expr;
4536      basic_block bb;
4537 {
4538   int rval;
4539   char *visited = (char *) xcalloc (n_basic_blocks, 1);
4540
4541   rval = pre_expr_reaches_here_p_work(occr_bb, expr, bb, visited);
4542
4543   free (visited);
4544   return rval;
4545 }
4546 \f
4547
4548 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
4549    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to 
4550    the value of BB.  */
4551
4552 static rtx
4553 process_insert_insn (expr)
4554      struct expr *expr;
4555 {
4556   rtx reg = expr->reaching_reg;
4557   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
4558   rtx pat;
4559
4560   start_sequence ();
4561
4562   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
4563      just copy it to a register.  */
4564   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
4565     emit_move_insn (reg, exp);
4566
4567   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
4568      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
4569      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
4570   else if (insn_invalid_p (emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp))))
4571     abort ();
4572   
4573   pat = gen_sequence ();
4574   end_sequence ();
4575
4576   return pat;
4577 }
4578   
4579 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4580
4581    This is used by both the PRE and code hoisting.
4582
4583    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4584    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4585    no sense for code hoisting.  */
4586
4587 static void
4588 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4589      struct expr *expr;
4590      basic_block bb;
4591      int pre;
4592 {
4593   rtx insn = bb->end;
4594   rtx new_insn;
4595   rtx reg = expr->reaching_reg;
4596   int regno = REGNO (reg);
4597   rtx pat;
4598   int i;
4599
4600   pat = process_insert_insn (expr);
4601
4602   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4603      handle cc0, etc. properly].  */
4604
4605   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4606     {
4607 #ifdef HAVE_cc0
4608       rtx note;
4609 #endif
4610
4611       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4612          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4613          the new instruction just before the tablejump.  */
4614       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4615           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4616         insn = prev_real_insn (insn);
4617
4618 #ifdef HAVE_cc0
4619       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4620          if cc0 isn't set.  */
4621       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4622       if (note)
4623         insn = XEXP (note, 0);
4624       else
4625         {
4626           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4627           if (maybe_cc0_setter
4628               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
4629               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4630             insn = maybe_cc0_setter;
4631         }
4632 #endif
4633       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4634       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4635     }
4636
4637   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4638      of exception handling.  */
4639   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
4640     {
4641       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
4642          we search backward and place the instructions before the first
4643          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
4644          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.  
4645
4646          It should always be the case that we can put these instructions
4647          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4648          Check this.  */
4649
4650       if (pre
4651           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4652           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4653         abort ();
4654
4655       /* Since different machines initialize their parameter registers
4656          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
4657          parameter registers.  */
4658       insn = find_first_parameter_load (insn, bb->head);
4659
4660       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
4661          before the first parameter load.
4662
4663          If we did not find all the parameter loads, then we might have
4664          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
4665          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
4666          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
4667          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
4668       while (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL
4669              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
4670         insn = NEXT_INSN (insn);
4671
4672       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4673     }
4674   else
4675     new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
4676
4677   /* Keep block number table up to date.
4678      Note, PAT could be a multiple insn sequence, we have to make
4679      sure that each insn in the sequence is handled.  */
4680   if (GET_CODE (pat) == SEQUENCE)
4681     {
4682       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
4683         {
4684           rtx insn = XVECEXP (pat, 0, i);
4685           if (INSN_P (insn))
4686             add_label_notes (PATTERN (insn), new_insn);
4687
4688           note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
4689         }
4690     }
4691   else
4692     {
4693       add_label_notes (SET_SRC (pat), new_insn);
4694
4695       /* Keep register set table up to date.  */
4696       record_one_set (regno, new_insn);
4697     }
4698
4699   gcse_create_count++;
4700
4701   if (gcse_file)
4702     {
4703       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
4704                bb->index, INSN_UID (new_insn));
4705       fprintf (gcse_file, "copying expression %d to reg %d\n",
4706                expr->bitmap_index, regno);
4707     }
4708 }
4709
4710 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
4711    the expressions fully redundant.  */
4712
4713 static int
4714 pre_edge_insert (edge_list, index_map)
4715      struct edge_list *edge_list;
4716      struct expr **index_map;
4717 {
4718   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
4719   sbitmap *inserted;
4720
4721   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
4722      if it reaches any of the deleted expressions.  */
4723
4724   set_size = pre_insert_map[0]->size;
4725   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
4726   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, n_exprs);
4727   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
4728
4729   for (e = 0; e < num_edges; e++)
4730     {
4731       int indx;
4732       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
4733
4734       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
4735         {
4736           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
4737
4738           for (j = indx; insert && j < n_exprs; j++, insert >>= 1)
4739             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
4740               {
4741                 struct expr *expr = index_map[j];
4742                 struct occr *occr;
4743
4744                 /* Now look at each deleted occurence of this expression.  */
4745                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4746                   {
4747                     if (! occr->deleted_p)
4748                       continue;
4749
4750                     /* Insert this expression on this edge if if it would
4751                        reach the deleted occurence in BB.  */
4752                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
4753                       {
4754                         rtx insn;
4755                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
4756
4757                         /* We can't insert anything on an abnormal and
4758                            critical edge, so we insert the insn at the end of
4759                            the previous block. There are several alternatives
4760                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
4761                            handling this situation.  This one is easiest for
4762                            now.  */
4763
4764                         if ((eg->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
4765                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 0);
4766                         else
4767                           {
4768                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
4769                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
4770                           }
4771
4772                         if (gcse_file)
4773                           {
4774                             fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
4775                                      bb->index,
4776                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
4777                             fprintf (gcse_file, "copy expression %d\n",
4778                                      expr->bitmap_index);
4779                           }
4780
4781                         update_ld_motion_stores (expr);
4782                         SET_BIT (inserted[e], j);
4783                         did_insert = 1;
4784                         gcse_create_count++;
4785                       }
4786                   }
4787               }
4788         }
4789     }
4790
4791   sbitmap_vector_free (inserted);
4792   return did_insert;
4793 }
4794
4795 /* Copy the result of INSN to REG.  INDX is the expression number.  */
4796
4797 static void
4798 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
4799      struct expr *expr;
4800      rtx insn;
4801 {
4802   rtx reg = expr->reaching_reg;
4803   int regno = REGNO (reg);
4804   int indx = expr->bitmap_index;
4805   rtx set = single_set (insn);
4806   rtx new_insn;
4807
4808   if (!set)
4809     abort ();
4810
4811   new_insn = emit_insn_after (gen_move_insn (reg, SET_DEST (set)), insn);
4812
4813   /* Keep register set table up to date.  */
4814   record_one_set (regno, new_insn);
4815
4816   gcse_create_count++;
4817
4818   if (gcse_file)
4819     fprintf (gcse_file,
4820              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
4821               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
4822               INSN_UID (insn), regno);
4823   update_ld_motion_stores (expr);
4824 }
4825
4826 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
4827    to `reaching_reg'.  */
4828
4829 static void
4830 pre_insert_copies ()
4831 {
4832   unsigned int i;
4833   struct expr *expr;
4834   struct occr *occr;
4835   struct occr *avail;
4836
4837   /* For each available expression in the table, copy the result to
4838      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
4839
4840      ??? The current algorithm is rather brute force.
4841      Need to do some profiling.  */
4842
4843   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4844     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4845       {
4846         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
4847            we don't want to insert a copy here because the expression may not
4848            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
4849            deleted.  This test also avoids further processing if the
4850            expression wasn't deleted anywhere.  */
4851         if (expr->reaching_reg == NULL)
4852           continue;
4853
4854         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4855           {
4856             if (! occr->deleted_p)
4857               continue;
4858
4859             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
4860               {
4861                 rtx insn = avail->insn;
4862
4863                 /* No need to handle this one if handled already.  */
4864                 if (avail->copied_p)
4865                   continue;
4866
4867                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
4868                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
4869                   continue;
4870
4871                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
4872                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn), 
4873                                                expr,
4874                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
4875                   continue;
4876
4877                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
4878                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
4879                 avail->copied_p = 1;
4880               }
4881           }
4882       }
4883 }
4884
4885 /* Delete redundant computations.
4886    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
4887    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
4888    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
4889
4890    Returns non-zero if a change is made.  */
4891
4892 static int
4893 pre_delete ()
4894 {
4895   unsigned int i;
4896   int changed;
4897   struct expr *expr;
4898   struct occr *occr;
4899
4900   changed = 0;
4901   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4902     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4903       {
4904         int indx = expr->bitmap_index;
4905
4906         /* We only need to search antic_occr since we require
4907            ANTLOC != 0.  */
4908
4909         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4910           {
4911             rtx insn = occr->insn;
4912             rtx set;
4913             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
4914
4915             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx))
4916               {
4917                 set = single_set (insn);
4918                 if (! set)
4919                   abort ();
4920
4921                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4922                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
4923                    the mode of the original destination pseudo.  */
4924                 if (expr->reaching_reg == NULL)
4925                   expr->reaching_reg
4926                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
4927
4928                 /* In theory this should never fail since we're creating
4929                    a reg->reg copy.
4930
4931                    However, on the x86 some of the movXX patterns actually
4932                    contain clobbers of scratch regs.  This may cause the
4933                    insn created by validate_change to not match any pattern
4934                    and thus cause validate_change to fail.  */
4935                 if (validate_change (insn, &SET_SRC (set),
4936                                      expr->reaching_reg, 0))
4937                   {
4938                     occr->deleted_p = 1;
4939                     SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
4940                     changed = 1;
4941                     gcse_subst_count++;
4942                   }
4943
4944                 if (gcse_file)
4945                   {
4946                     fprintf (gcse_file,
4947                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
4948                                INSN_UID (insn), indx);
4949                     fprintf (gcse_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
4950                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
4951                   }
4952               }
4953           }
4954       }
4955
4956   return changed;
4957 }
4958
4959 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
4960    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
4961    has been done.
4962
4963    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
4964    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
4965    Compiler Design and Implementation.
4966
4967    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
4968    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
4969    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
4970    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
4971    through the block.
4972
4973    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
4974    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
4975    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
4976    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
4977    redundancies.  */
4978
4979 static int
4980 pre_gcse ()
4981 {
4982   unsigned int i;
4983   int did_insert, changed;
4984   struct expr **index_map;
4985   struct expr *expr;
4986
4987   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4988      hash table entry.  */
4989
4990   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
4991   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
4992     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4993       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4994
4995   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
4996   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
4997   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
4998
4999   /* Delete the redundant insns first so that
5000      - we know what register to use for the new insns and for the other
5001        ones with reaching expressions
5002      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
5003
5004   changed = pre_delete ();
5005
5006   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
5007
5008   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
5009      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
5010   pre_insert_copies ();
5011   if (did_insert)
5012     {
5013       commit_edge_insertions ();
5014       changed = 1;
5015     }
5016
5017   free (index_map);
5018   free (pre_redundant_insns);
5019   return changed;
5020 }
5021
5022 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
5023
5024    Return non-zero if a change was made.  */
5025
5026 static int
5027 one_pre_gcse_pass (pass)
5028      int pass;
5029 {
5030   int changed = 0;
5031
5032   gcse_subst_count = 0;
5033   gcse_create_count = 0;
5034
5035   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
5036   add_noreturn_fake_exit_edges ();
5037   if (flag_gcse_lm)
5038     compute_ld_motion_mems ();
5039
5040   compute_expr_hash_table ();
5041   trim_ld_motion_mems ();
5042   if (gcse_file)
5043     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
5044                      expr_hash_table_size, n_exprs);
5045
5046   if (n_exprs > 0)
5047     {
5048       alloc_pre_mem (n_basic_blocks, n_exprs);
5049       compute_pre_data ();
5050       changed |= pre_gcse ();
5051       free_edge_list (edge_list);
5052       free_pre_mem ();
5053     }
5054
5055   free_ldst_mems ();
5056   remove_fake_edges ();
5057   free_expr_hash_table ();
5058
5059   if (gcse_file)
5060     {
5061       fprintf (gcse_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
5062                current_function_name, pass, bytes_used);
5063       fprintf (gcse_file, "%d substs, %d insns created\n",
5064                gcse_subst_count, gcse_create_count);
5065     }
5066
5067   return changed;
5068 }
5069 \f
5070 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
5071    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
5072    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
5073    because the following loop optimization pass requires them.  */
5074
5075 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
5076    could probably share code here.  */
5077
5078 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
5079    then we would not need to do this here, because jump would add the
5080    necessary REG_LABEL notes.  */
5081
5082 static void
5083 add_label_notes (x, insn)
5084      rtx x;
5085      rtx insn;
5086 {
5087   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5088   int i, j;
5089   const char *fmt;
5090
5091   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
5092     {
5093       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
5094          avoid flow generating (slighly) worse code.
5095
5096          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
5097          mark_jump_label for additional information).  */
5098
5099       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
5100                                             REG_NOTES (insn));
5101       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
5102         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
5103       return;
5104     }
5105
5106   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
5107     {
5108       if (fmt[i] == 'e')
5109         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
5110       else if (fmt[i] == 'E')
5111         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5112           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
5113     }
5114 }
5115
5116 /* Compute transparent outgoing information for each block.
5117
5118    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
5119    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
5120    when the edge is traversed through a call.  This happens with
5121    non-local labels and exceptions.
5122
5123    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
5124    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
5125    it should be possible with exception handling, since we still have
5126    control over which handler should be invoked.  But due to increased
5127    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
5128
5129 static void
5130 compute_transpout ()
5131 {
5132   int bb;
5133   unsigned int i;
5134   struct expr *expr;
5135
5136   sbitmap_vector_ones (transpout, n_basic_blocks);
5137
5138   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; ++bb)
5139     {
5140       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
5141          end in call instructions for reasons other than abnormal
5142          control flow.  */
5143       if (GET_CODE (BLOCK_END (bb)) != CALL_INSN)
5144         continue;
5145
5146       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5147         for (expr = expr_hash_table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
5148           if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
5149             {
5150               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
5151                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
5152                 continue;
5153                 
5154               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
5155                  analysis to determine if this mem is actually killed
5156                  by this call.  */
5157               RESET_BIT (transpout[bb], expr->bitmap_index);
5158             }
5159     }
5160 }
5161
5162 /* Removal of useless null pointer checks */
5163
5164 /* Called via note_stores.  X is set by SETTER.  If X is a register we must
5165    invalidate nonnull_local and set nonnull_killed.  DATA is really a
5166    `null_pointer_info *'.
5167
5168    We ignore hard registers.  */
5169
5170 static void
5171 invalidate_nonnull_info (x, setter, data)
5172      rtx x;
5173      rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED;
5174      void *data;
5175 {
5176   unsigned int regno;
5177   struct null_pointer_info *npi = (struct null_pointer_info *) data;
5178
5179   while (GET_CODE (x) == SUBREG)
5180     x = SUBREG_REG (x);
5181
5182   /* Ignore anything that is not a register or is a hard register.  */
5183   if (GET_CODE (x) != REG
5184       || REGNO (x) < npi->min_reg
5185       || REGNO (x) >= npi->max_reg)
5186     return;
5187
5188   regno = REGNO (x) - npi->min_reg;
5189
5190   RESET_BIT (npi->nonnull_local[npi->current_block], regno);
5191   SET_BIT (npi->nonnull_killed[npi->current_block], regno);
5192 }
5193
5194 /* Do null-pointer check elimination for the registers indicated in
5195    NPI.  NONNULL_AVIN and NONNULL_AVOUT are pre-allocated sbitmaps;
5196    they are not our responsibility to free.  */
5197
5198 static void
5199 delete_null_pointer_checks_1 (delete_list, block_reg, nonnull_avin,
5200                               nonnull_avout, npi)
5201      varray_type *delete_list;
5202      unsigned int *block_reg;
5203      sbitmap *nonnull_avin;
5204      sbitmap *nonnull_avout;
5205      struct null_pointer_info *npi;
5206 {
5207   int bb;
5208   int current_block;
5209   sbitmap *nonnull_local = npi->nonnull_local;
5210   sbitmap *nonnull_killed = npi->nonnull_killed;
5211   
5212   /* Compute local properties, nonnull and killed.  A register will have
5213      the nonnull property if at the end of the current block its value is
5214      known to be nonnull.  The killed property indicates that somewhere in
5215      the block any information we had about the register is killed.
5216
5217      Note that a register can have both properties in a single block.  That
5218      indicates that it's killed, then later in the block a new value is
5219      computed.  */
5220   sbitmap_vector_zero (nonnull_local, n_basic_blocks);
5221   sbitmap_vector_zero (nonnull_killed, n_basic_blocks);
5222
5223   for (current_block = 0; current_block < n_basic_blocks; current_block++)
5224     {
5225       rtx insn, stop_insn;
5226
5227       /* Set the current block for invalidate_nonnull_info.  */
5228       npi->current_block = current_block;
5229
5230       /* Scan each insn in the basic block looking for memory references and
5231          register sets.  */
5232       stop_insn = NEXT_INSN (BLOCK_END (current_block));
5233       for (insn = BLOCK_HEAD (current_block);
5234            insn != stop_insn;
5235            insn = NEXT_INSN (insn))
5236         {
5237           rtx set;
5238           rtx reg;
5239
5240           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
5241           if (! INSN_P (insn))
5242             continue;
5243
5244           /* Basically ignore anything that is not a simple SET.  We do have
5245              to make sure to invalidate nonnull_local and set nonnull_killed
5246              for such insns though.  */
5247           set = single_set (insn);
5248           if (!set)
5249             {
5250               note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5251               continue;
5252             }
5253
5254           /* See if we've got a useable memory load.  We handle it first
5255              in case it uses its address register as a dest (which kills
5256              the nonnull property).  */
5257           if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
5258               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_SRC (set), 0))) == REG
5259               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5260               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5261             SET_BIT (nonnull_local[current_block],
5262                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5263
5264           /* Now invalidate stuff clobbered by this insn.  */
5265           note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5266
5267           /* And handle stores, we do these last since any sets in INSN can
5268              not kill the nonnull property if it is derived from a MEM
5269              appearing in a SET_DEST.  */
5270           if (GET_CODE (SET_DEST (set)) == MEM
5271               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_DEST (set), 0))) == REG
5272               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5273               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5274             SET_BIT (nonnull_local[current_block],
5275                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5276         }
5277     }
5278
5279   /* Now compute global properties based on the local properties.   This
5280      is a classic global availablity algorithm.  */
5281   compute_available (nonnull_local, nonnull_killed,
5282                      nonnull_avout, nonnull_avin);
5283
5284   /* Now look at each bb and see if it ends with a compare of a value
5285      against zero.  */
5286   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
5287     {
5288       rtx last_insn = BLOCK_END (bb);
5289       rtx condition, earliest;
5290       int compare_and_branch;
5291
5292       /* Since MIN_REG is always at least FIRST_PSEUDO_REGISTER, and
5293          since BLOCK_REG[BB] is zero if this block did not end with a
5294          comparison against zero, this condition works.  */
5295       if (block_reg[bb] < npi->min_reg
5296           || block_reg[bb] >= npi->max_reg)
5297         continue;
5298
5299       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5300       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5301
5302       /* If we can't determine the condition then skip.  */
5303       if (! condition)
5304         continue;
5305
5306       /* Is the register known to have a nonzero value?  */
5307       if (!TEST_BIT (nonnull_avout[bb], block_reg[bb] - npi->min_reg))
5308         continue;
5309
5310       /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
5311          two instructions.  */
5312       if (earliest == last_insn)
5313         compare_and_branch = 1;
5314       else if (earliest == prev_nonnote_insn (last_insn))
5315         compare_and_branch = 2;
5316       else
5317         continue;
5318
5319       /* We know the register in this comparison is nonnull at exit from
5320          this block.  We can optimize this comparison.  */
5321       if (GET_CODE (condition) == NE)
5322         {
5323           rtx new_jump;
5324
5325           new_jump = emit_jump_insn_before (gen_jump (JUMP_LABEL (last_insn)),
5326                                             last_insn);
5327           JUMP_LABEL (new_jump) = JUMP_LABEL (last_insn);
5328           LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (new_jump))++;
5329           emit_barrier_after (new_jump);
5330         }
5331       if (!*delete_list)
5332         VARRAY_RTX_INIT (*delete_list, 10, "delete_list");
5333
5334       VARRAY_PUSH_RTX (*delete_list, last_insn);
5335       if (compare_and_branch == 2)
5336         VARRAY_PUSH_RTX (*delete_list, earliest);
5337
5338       /* Don't check this block again.  (Note that BLOCK_END is
5339          invalid here; we deleted the last instruction in the 
5340          block.)  */
5341       block_reg[bb] = 0;
5342     }
5343 }
5344
5345 /* Find EQ/NE comparisons against zero which can be (indirectly) evaluated
5346    at compile time.
5347
5348    This is conceptually similar to global constant/copy propagation and
5349    classic global CSE (it even uses the same dataflow equations as cprop).
5350
5351    If a register is used as memory address with the form (mem (reg)), then we
5352    know that REG can not be zero at that point in the program.  Any instruction
5353    which sets REG "kills" this property.
5354
5355    So, if every path leading to a conditional branch has an available memory
5356    reference of that form, then we know the register can not have the value
5357    zero at the conditional branch.  
5358
5359    So we merely need to compute the local properies and propagate that data
5360    around the cfg, then optimize where possible.
5361
5362    We run this pass two times.  Once before CSE, then again after CSE.  This
5363    has proven to be the most profitable approach.  It is rare for new
5364    optimization opportunities of this nature to appear after the first CSE
5365    pass.
5366
5367    This could probably be integrated with global cprop with a little work.  */
5368
5369 void
5370 delete_null_pointer_checks (f)
5371      rtx f ATTRIBUTE_UNUSED;
5372 {
5373   sbitmap *nonnull_avin, *nonnull_avout;
5374   unsigned int *block_reg;
5375   varray_type delete_list = NULL;
5376   int bb;
5377   int reg;
5378   int regs_per_pass;
5379   int max_reg;
5380   unsigned int i;
5381   struct null_pointer_info npi;
5382
5383   /* If we have only a single block, then there's nothing to do.  */
5384   if (n_basic_blocks <= 1)
5385     return;
5386
5387   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5388      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5389      particularly useful.
5390
5391      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
5392      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
5393      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
5394      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
5395   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
5396     return;
5397
5398   /* We need four bitmaps, each with a bit for each register in each
5399      basic block.  */
5400   max_reg = max_reg_num ();
5401   regs_per_pass = get_bitmap_width (4, n_basic_blocks, max_reg);
5402
5403   /* Allocate bitmaps to hold local and global properties.  */
5404   npi.nonnull_local = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, regs_per_pass);
5405   npi.nonnull_killed = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, regs_per_pass);
5406   nonnull_avin = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, regs_per_pass);
5407   nonnull_avout = sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, regs_per_pass);
5408
5409   /* Go through the basic blocks, seeing whether or not each block
5410      ends with a conditional branch whose condition is a comparison
5411      against zero.  Record the register compared in BLOCK_REG.  */
5412   block_reg = (unsigned int *) xcalloc (n_basic_blocks, sizeof (int));
5413   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
5414     {
5415       rtx last_insn = BLOCK_END (bb);
5416       rtx condition, earliest, reg;
5417
5418       /* We only want conditional branches.  */
5419       if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
5420           || !any_condjump_p (last_insn)
5421           || !onlyjump_p (last_insn))
5422         continue;
5423
5424       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5425       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5426
5427       /* If we were unable to get the condition, or it is not an equality
5428          comparison against zero then there's nothing we can do.  */
5429       if (!condition
5430           || (GET_CODE (condition) != NE && GET_CODE (condition) != EQ)
5431           || GET_CODE (XEXP (condition, 1)) != CONST_INT
5432           || (XEXP (condition, 1) 
5433               != CONST0_RTX (GET_MODE (XEXP (condition, 0)))))
5434         continue;
5435
5436       /* We must be checking a register against zero.  */
5437       reg = XEXP (condition, 0);
5438       if (GET_CODE (reg) != REG)
5439         continue;
5440
5441       block_reg[bb] = REGNO (reg);
5442     }
5443
5444   /* Go through the algorithm for each block of registers.  */
5445   for (reg = FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg < max_reg; reg += regs_per_pass)
5446     {
5447       npi.min_reg = reg;
5448       npi.max_reg = MIN (reg + regs_per_pass, max_reg);
5449       delete_null_pointer_checks_1 (&delete_list, block_reg, nonnull_avin,
5450                                     nonnull_avout, &npi);
5451     }
5452
5453   /* Now delete the instructions all at once.  This breaks the CFG.  */
5454   if (delete_list)
5455     {
5456       for (i = 0; i < VARRAY_ACTIVE_SIZE (delete_list); i++)
5457         delete_related_insns (VARRAY_RTX (delete_list, i));
5458       VARRAY_FREE (delete_list);
5459     }
5460
5461   /* Free the table of registers compared at the end of every block.  */
5462   free (block_reg);
5463
5464   /* Free bitmaps.  */
5465   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_local);
5466   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_killed);
5467   sbitmap_vector_free (nonnull_avin);
5468   sbitmap_vector_free (nonnull_avout);
5469 }
5470
5471 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
5472
5473 /* Very busy expressions.  */
5474 static sbitmap *hoist_vbein;
5475 static sbitmap *hoist_vbeout;
5476
5477 /* Hoistable expressions.  */
5478 static sbitmap *hoist_exprs;
5479
5480 /* Dominator bitmaps.  */
5481 static sbitmap *dominators;
5482
5483 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
5484    reverse to to perform tail merging, doing so would probably be
5485    more effective than the tail merging code in jump.c.
5486
5487    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
5488    code hoisting.  It would be nice.  */
5489
5490 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
5491
5492 static void
5493 alloc_code_hoist_mem (n_blocks, n_exprs)
5494      int n_blocks, n_exprs;
5495 {
5496   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5497   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5498   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5499
5500   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5501   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5502   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5503   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5504
5505   dominators = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_blocks);
5506 }
5507
5508 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
5509
5510 static void
5511 free_code_hoist_mem ()
5512 {
5513   sbitmap_vector_free (antloc);
5514   sbitmap_vector_free (transp);
5515   sbitmap_vector_free (comp);
5516
5517   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
5518   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
5519   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
5520   sbitmap_vector_free (transpout);
5521
5522   sbitmap_vector_free (dominators);
5523 }
5524
5525 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
5526
5527    An expression is very busy if all paths from a given point
5528    compute the expression.  */
5529
5530 static void
5531 compute_code_hoist_vbeinout ()
5532 {
5533   int bb, changed, passes;
5534
5535   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, n_basic_blocks);
5536   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, n_basic_blocks);
5537
5538   passes = 0;
5539   changed = 1;
5540
5541   while (changed)
5542     {
5543       changed = 0;
5544
5545       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
5546          the convergence.  */
5547       for (bb = n_basic_blocks - 1; bb >= 0; bb--)
5548         {
5549           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c (hoist_vbein[bb], antloc[bb],
5550                                            hoist_vbeout[bb], transp[bb]);
5551           if (bb != n_basic_blocks - 1)
5552             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb], hoist_vbein, bb);
5553         }
5554
5555       passes++;
5556     }
5557
5558   if (gcse_file)
5559     fprintf (gcse_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
5560 }
5561
5562 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
5563
5564 static void
5565 compute_code_hoist_data ()
5566 {
5567   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
5568   compute_transpout ();
5569   compute_code_hoist_vbeinout ();
5570   calculate_dominance_info (NULL, dominators, CDI_DOMINATORS);
5571   if (gcse_file)
5572     fprintf (gcse_file, "\n");
5573 }
5574
5575 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
5576    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
5577
5578    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
5579    to me that the expression must either be computed or transparent in
5580    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
5581    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
5582    the expression wasn't a loop invariant.
5583
5584    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
5585    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
5586    paths.  */
5587
5588 static int
5589 hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, bb, visited)
5590      basic_block expr_bb;
5591      int expr_index;
5592      basic_block bb;
5593      char *visited;
5594 {
5595   edge pred;
5596   int visited_allocated_locally = 0;
5597   
5598
5599   if (visited == NULL)
5600     {
5601        visited_allocated_locally = 1;
5602        visited = xcalloc (n_basic_blocks, 1);
5603     }
5604
5605   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
5606     {
5607       basic_block pred_bb = pred->src;
5608
5609       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
5610         break;
5611       else if (visited[pred_bb->index])
5612         continue;
5613
5614       /* Does this predecessor generate this expression?  */
5615       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
5616         break;
5617       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
5618         break;
5619
5620       /* Not killed.  */
5621       else
5622         {
5623           visited[pred_bb->index] = 1;
5624           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
5625                                            pred_bb, visited))
5626             break;
5627         }
5628     }
5629   if (visited_allocated_locally) 
5630     free (visited);
5631
5632   return (pred == NULL);
5633 }
5634 \f
5635 /* Actually perform code hoisting.  */
5636
5637 static void
5638 hoist_code ()
5639 {
5640   int bb, dominated;
5641   unsigned int i;
5642   struct expr **index_map;
5643   struct expr *expr;
5644
5645   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, n_basic_blocks);
5646
5647   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5648      hash table entry.  */
5649
5650   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5651   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5652     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5653       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5654
5655   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
5656      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
5657   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
5658     {
5659       int found = 0;
5660       int insn_inserted_p;
5661
5662       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
5663          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
5664       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb]->n_bits; i++)
5665         {
5666           int hoistable = 0;
5667
5668           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb], i) && TEST_BIT (transpout[bb], i))
5669             {
5670               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5671                  we look at every block BB dominates to see if it
5672                  computes the expression.  */
5673               for (dominated = 0; dominated < n_basic_blocks; dominated++)
5674                 {
5675                   /* Ignore self dominance.  */
5676                   if (bb == dominated
5677                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated], bb))
5678                     continue;
5679
5680                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
5681                      the busy expression and whether or not moving that
5682                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
5683                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated], i))
5684                     continue;
5685
5686                   /* Note if the expression would reach the dominated block
5687                      unimpared if it was placed at the end of BB. 
5688
5689                      Keep track of how many times this expression is hoistable
5690                      from a dominated block into BB.  */
5691                   if (hoist_expr_reaches_here_p (BASIC_BLOCK (bb), i, 
5692                                                  BASIC_BLOCK (dominated), NULL))
5693                     hoistable++;
5694                 }
5695
5696               /* If we found more than one hoistable occurence of this
5697                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
5698                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
5699                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
5700                  allocation.  One could increase this value to try harder
5701                  to avoid any possible code expansion due to register
5702                  allocation issues; however experiments have shown that
5703                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
5704                  from two successors, so raising this threshhold is likely
5705                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
5706               if (hoistable > 1)
5707                 {
5708                   SET_BIT (hoist_exprs[bb], i);
5709                   found = 1;
5710                 }
5711             }
5712         }
5713                 
5714       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
5715       if (! found)
5716         continue;
5717
5718       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
5719       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb]->n_bits; i++)
5720         {
5721           /* We want to insert the expression into BB only once, so
5722              note when we've inserted it.  */
5723           insn_inserted_p = 0;
5724
5725           /* These tests should be the same as the tests above.  */
5726           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb], i))
5727             {
5728               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5729                  we look at every block BB dominates to see if it
5730                  computes the expression.  */
5731               for (dominated = 0; dominated < n_basic_blocks; dominated++)
5732                 {
5733                   /* Ignore self dominance.  */
5734                   if (bb == dominated
5735                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated], bb))
5736                     continue;
5737
5738                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
5739                      the busy expression and whether or not moving that
5740                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
5741                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated], i))
5742                     continue;
5743
5744                   /* The expression is computed in the dominated block and
5745                      it would be safe to compute it at the start of the
5746                      dominated block.  Now we have to determine if the
5747                      expresion would reach the dominated block if it was
5748                      placed at the end of BB.  */
5749                   if (hoist_expr_reaches_here_p (BASIC_BLOCK (bb), i, 
5750                                                  BASIC_BLOCK (dominated), NULL))
5751                     {
5752                       struct expr *expr = index_map[i];
5753                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
5754                       rtx insn;
5755                       rtx set;
5756
5757                       /* Find the right occurence of this expression.  */
5758                       while (BLOCK_NUM (occr->insn) != dominated && occr)
5759                         occr = occr->next;
5760
5761                       /* Should never happen.  */
5762                       if (!occr)
5763                         abort ();
5764
5765                       insn = occr->insn;
5766                  
5767                       set = single_set (insn);
5768                       if (! set)
5769                         abort ();
5770
5771                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
5772                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
5773                          from the mode of the original destination pseudo.  */
5774                       if (expr->reaching_reg == NULL)
5775                         expr->reaching_reg
5776                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
5777
5778                       /* In theory this should never fail since we're creating
5779                          a reg->reg copy.
5780
5781                          However, on the x86 some of the movXX patterns
5782                          actually contain clobbers of scratch regs.  This may
5783                          cause the insn created by validate_change to not
5784                          match any pattern and thus cause validate_change to
5785                          fail.  */
5786                       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set),
5787                                            expr->reaching_reg, 0))
5788                         {
5789                           occr->deleted_p = 1;
5790                           if (!insn_inserted_p)
5791                             {
5792                               insert_insn_end_bb (index_map[i], 
5793                                                   BASIC_BLOCK (bb), 0);
5794                               insn_inserted_p = 1;
5795                             }
5796                         }
5797                     }
5798                 }
5799             }
5800         }
5801     }
5802
5803     free (index_map);
5804 }
5805
5806 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
5807
5808    Return non-zero if a change was made.  */
5809
5810 static int
5811 one_code_hoisting_pass ()
5812 {
5813   int changed = 0;
5814
5815   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
5816   compute_expr_hash_table ();
5817   if (gcse_file)
5818     dump_hash_table (gcse_file, "Code Hosting Expressions", expr_hash_table,
5819                      expr_hash_table_size, n_exprs);
5820
5821   if (n_exprs > 0)
5822     {
5823       alloc_code_hoist_mem (n_basic_blocks, n_exprs);
5824       compute_code_hoist_data ();
5825       hoist_code ();
5826       free_code_hoist_mem ();
5827     }
5828
5829   free_expr_hash_table ();
5830
5831   return changed;
5832 }
5833 \f
5834 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
5835     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
5836     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
5837
5838             int i;
5839             float a[10];
5840
5841             void foo(float scale)
5842             {
5843               for (i=0; i<10; i++)
5844                 a[i] *= scale;
5845             }
5846
5847     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
5848     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom 
5849     of the loop. 
5850
5851       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is 
5852     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
5853     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
5854
5855       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
5856     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
5857     in the loop.  */
5858
5859 /* This will search the ldst list for a matching expresion. If it
5860    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
5861
5862 static struct ls_expr *
5863 ldst_entry (x)
5864      rtx x;
5865 {
5866   struct ls_expr * ptr;
5867
5868   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
5869     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x))
5870       break;
5871
5872   if (!ptr)
5873     {
5874       ptr = (struct ls_expr *) xmalloc (sizeof (struct ls_expr));
5875
5876       ptr->next         = pre_ldst_mems;
5877       ptr->expr         = NULL;
5878       ptr->pattern      = x;
5879       ptr->loads        = NULL_RTX;
5880       ptr->stores       = NULL_RTX;
5881       ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
5882       ptr->invalid      = 0;
5883       ptr->index        = 0;
5884       ptr->hash_index   = 0;
5885       pre_ldst_mems     = ptr;
5886     }
5887   
5888   return ptr;
5889 }
5890
5891 /* Free up an individual ldst entry.  */
5892
5893 static void 
5894 free_ldst_entry (ptr)
5895      struct ls_expr * ptr;
5896 {
5897   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
5898   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
5899
5900   free (ptr);
5901 }
5902
5903 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
5904
5905 static void
5906 free_ldst_mems ()
5907 {
5908   while (pre_ldst_mems) 
5909     {
5910       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
5911
5912       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
5913
5914       free_ldst_entry (tmp);
5915     }
5916
5917   pre_ldst_mems = NULL;
5918 }
5919
5920 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
5921
5922 static void
5923 print_ldst_list (file)
5924      FILE * file;
5925 {
5926   struct ls_expr * ptr;
5927
5928   fprintf (file, "LDST list: \n");
5929
5930   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
5931     {
5932       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
5933
5934       print_rtl (file, ptr->pattern);
5935
5936       fprintf (file, "\n         Loads : ");
5937
5938       if (ptr->loads)
5939         print_rtl (file, ptr->loads);
5940       else
5941         fprintf (file, "(nil)");
5942
5943       fprintf (file, "\n        Stores : ");
5944
5945       if (ptr->stores)
5946         print_rtl (file, ptr->stores);
5947       else
5948         fprintf (file, "(nil)");
5949
5950       fprintf (file, "\n\n");
5951     }
5952
5953   fprintf (file, "\n");
5954 }
5955
5956 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
5957
5958 static struct ls_expr *
5959 find_rtx_in_ldst (x)
5960      rtx x;
5961 {
5962   struct ls_expr * ptr;
5963   
5964   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
5965     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x) && ! ptr->invalid)
5966       return ptr;
5967
5968   return NULL;
5969 }
5970
5971 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
5972
5973 static int
5974 enumerate_ldsts ()
5975 {
5976   struct ls_expr * ptr;
5977   int n = 0;
5978
5979   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
5980     ptr->index = n++;
5981
5982   return n;
5983 }
5984
5985 /* Return first item in the list.  */
5986
5987 static inline struct ls_expr *
5988 first_ls_expr ()
5989 {
5990   return pre_ldst_mems;
5991 }
5992
5993 /* Return the next item in ther list after the specified one.  */
5994
5995 static inline struct ls_expr *
5996 next_ls_expr (ptr)
5997      struct ls_expr * ptr;
5998 {
5999   return ptr->next;
6000 }
6001 \f
6002 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
6003
6004 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
6005    side effects. These are the types of loads we consider for the
6006    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
6007
6008 static int 
6009 simple_mem (x)
6010      rtx x;
6011 {
6012   if (GET_CODE (x) != MEM)
6013     return 0;
6014   
6015   if (MEM_VOLATILE_P (x))
6016     return 0;
6017   
6018   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
6019     return 0;
6020
6021   if (!rtx_varies_p (XEXP (x, 0), 0))
6022     return 1;
6023   
6024   return 0;
6025 }
6026
6027 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.  
6028    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable 
6029    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL 
6030    loads since the aliasing code will allow all entries in the
6031    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
6032    the wrong value since gcse might common it and we won't know to 
6033    fix it up.  */
6034
6035 static void
6036 invalidate_any_buried_refs (x)
6037      rtx x;
6038 {
6039   const char * fmt;
6040   int i,j;
6041   struct ls_expr * ptr;
6042
6043   /* Invalidate it in the list.  */
6044   if (GET_CODE (x) == MEM && simple_mem (x))
6045     {
6046       ptr = ldst_entry (x);
6047       ptr->invalid = 1;
6048     }
6049
6050   /* Recursively process the insn.  */
6051   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6052   
6053   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6054     {
6055       if (fmt[i] == 'e')
6056         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
6057       else if (fmt[i] == 'E')
6058         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6059           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
6060     }
6061 }
6062
6063 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES. Simple
6064    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no
6065    side effects and no registers in the expression. If there are any 
6066    uses/defs which dont match this criteria, it is invalidated and
6067    trimmed out later.  */
6068
6069 static void 
6070 compute_ld_motion_mems ()
6071 {
6072   struct ls_expr * ptr;
6073   int bb;
6074   rtx insn;
6075   
6076   pre_ldst_mems = NULL;
6077
6078   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
6079     {
6080       for (insn = BLOCK_HEAD (bb);
6081            insn && insn != NEXT_INSN (BLOCK_END (bb));
6082            insn = NEXT_INSN (insn))
6083         {
6084           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
6085             {
6086               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6087                 {
6088                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
6089                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
6090
6091                   /* Check for a simple LOAD...  */
6092                   if (GET_CODE (src) == MEM && simple_mem (src))
6093                     {
6094                       ptr = ldst_entry (src);
6095                       if (GET_CODE (dest) == REG)
6096                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
6097                       else
6098                         ptr->invalid = 1;
6099                     }
6100                   else
6101                     {
6102                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
6103                       invalidate_any_buried_refs (src);
6104                     }
6105                   
6106                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
6107                      will block any movement we might do later. We only care
6108                      about this exact pattern since those are the only
6109                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
6110                   if (GET_CODE (dest) == MEM && simple_mem (dest))
6111                     {
6112                       ptr = ldst_entry (dest);
6113                       
6114                       if (GET_CODE (src) != MEM
6115                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS)
6116                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6117                       else
6118                         ptr->invalid = 1;
6119                     }
6120                 }
6121               else
6122                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
6123             }
6124         }
6125     }
6126 }
6127
6128 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the 
6129    expression list for pre gcse.  */
6130
6131 static void
6132 trim_ld_motion_mems ()
6133 {
6134   struct ls_expr * last = NULL;
6135   struct ls_expr * ptr = first_ls_expr ();
6136
6137   while (ptr != NULL)
6138     {
6139       int del = ptr->invalid;
6140       struct expr * expr = NULL;
6141       
6142       /* Delete if entry has been made invalid.  */
6143       if (!del) 
6144         {
6145           unsigned int i;
6146           
6147           del = 1;
6148           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
6149           for (i = 0; i < expr_hash_table_size && del; i++)
6150             {
6151               for (expr = expr_hash_table[i]; 
6152                    expr != NULL; 
6153                    expr = expr->next_same_hash)
6154                 if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
6155                   {
6156                     del = 0;
6157                     break;
6158                   }
6159             }
6160         }
6161       
6162       if (del)
6163         {
6164           if (last != NULL)
6165             {
6166               last->next = ptr->next;
6167               free_ldst_entry (ptr);
6168               ptr = last->next;
6169             }
6170           else
6171             {
6172               pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6173               free_ldst_entry (ptr);
6174               ptr = pre_ldst_mems;
6175             }
6176         }
6177       else
6178         {
6179           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
6180           last = ptr;
6181           ptr->expr = expr;
6182           ptr = ptr->next;
6183         }
6184     }
6185
6186   /* Show the world what we've found.  */
6187   if (gcse_file && pre_ldst_mems != NULL)
6188     print_ldst_list (gcse_file);
6189 }
6190
6191 /* This routine will take an expression which we are replacing with
6192    a reaching register, and update any stores that are needed if
6193    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
6194    copying their SRC to the reaching register, and then storeing
6195    the reaching register into the store location. These keeps the
6196    correct value in the reaching register for the loads.  */
6197
6198 static void
6199 update_ld_motion_stores (expr)
6200      struct expr * expr;
6201 {
6202   struct ls_expr * mem_ptr;
6203
6204   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
6205     {
6206       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't 
6207          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be 
6208          dead and should be eliminated later.  */
6209
6210       /* We replace  SET mem = expr   with
6211            SET reg = expr
6212            SET mem = reg , where reg is the 
6213            reaching reg used in the load.  */
6214       rtx list = mem_ptr->stores;
6215       
6216       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
6217         {
6218           rtx insn = XEXP (list, 0);
6219           rtx pat = PATTERN (insn);
6220           rtx src = SET_SRC (pat);
6221           rtx reg = expr->reaching_reg;
6222           rtx copy, new;
6223
6224           /* If we've already copied it, continue.  */
6225           if (expr->reaching_reg == src)
6226             continue;
6227           
6228           if (gcse_file)
6229             {
6230               fprintf (gcse_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
6231               print_rtl (gcse_file, expr->reaching_reg);
6232               fprintf (gcse_file, ":\n  ");
6233               print_inline_rtx (gcse_file, insn, 8);
6234               fprintf (gcse_file, "\n");
6235             }
6236           
6237           copy = gen_move_insn ( reg, SET_SRC (pat));
6238           new = emit_insn_before (copy, insn);
6239           record_one_set (REGNO (reg), new);
6240           SET_SRC (pat) = reg;
6241
6242           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
6243           INSN_CODE (insn) = -1;
6244           gcse_create_count++;
6245         }
6246     }
6247 }
6248 \f
6249 /* Store motion code.  */
6250
6251 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the 
6252    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
6253 static sbitmap * regvec;
6254
6255 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
6256 static sbitmap * st_antloc;
6257
6258 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
6259 static int num_stores;
6260
6261 /* Checks to set if we need to mark a register set. Called from note_stores.  */
6262
6263 static void
6264 reg_set_info (dest, setter, data)
6265      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
6266      void * data ATTRIBUTE_UNUSED;
6267 {
6268   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
6269     dest = SUBREG_REG (dest);
6270
6271   if (GET_CODE (dest) == REG)
6272     SET_BIT (*regvec, REGNO (dest));
6273 }
6274
6275 /* Return non-zero if the register operands of expression X are killed 
6276    anywhere in basic block BB.  */
6277
6278 static int
6279 store_ops_ok (x, bb)
6280      rtx x;
6281      basic_block bb;
6282 {
6283   int i;
6284   enum rtx_code code;
6285   const char * fmt;
6286
6287   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
6288  repeat:
6289
6290   if (x == 0)
6291     return 1;
6292
6293   code = GET_CODE (x);
6294   switch (code)
6295     {
6296     case REG:
6297         /* If a reg has changed after us in this
6298            block, the operand has been killed.  */
6299         return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
6300
6301     case MEM:
6302       x = XEXP (x, 0);
6303       goto repeat;
6304
6305     case PRE_DEC:
6306     case PRE_INC:
6307     case POST_DEC:
6308     case POST_INC:
6309       return 0;
6310
6311     case PC:
6312     case CC0: /*FIXME*/
6313     case CONST:
6314     case CONST_INT:
6315     case CONST_DOUBLE:
6316     case SYMBOL_REF:
6317     case LABEL_REF:
6318     case ADDR_VEC:
6319     case ADDR_DIFF_VEC:
6320       return 1;
6321
6322     default:
6323       break;
6324     }
6325
6326   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
6327   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6328   
6329   for (; i >= 0; i--)
6330     {
6331       if (fmt[i] == 'e')
6332         {
6333           rtx tem = XEXP (x, i);
6334
6335           /* If we are about to do the last recursive call
6336              needed at this level, change it into iteration.
6337              This function is called enough to be worth it.  */
6338           if (i == 0)
6339             {
6340               x = tem;
6341               goto repeat;
6342             }
6343           
6344           if (! store_ops_ok (tem, bb))
6345             return 0;
6346         }
6347       else if (fmt[i] == 'E')
6348         {
6349           int j;
6350           
6351           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6352             {
6353               if (! store_ops_ok (XVECEXP (x, i, j), bb))
6354                 return 0;
6355             }
6356         }
6357     }
6358
6359   return 1;
6360 }
6361
6362 /* Determine whether insn is MEM store pattern that we will consider moving.  */
6363
6364 static void
6365 find_moveable_store (insn)
6366      rtx insn;
6367 {
6368   struct ls_expr * ptr;
6369   rtx dest = PATTERN (insn);
6370
6371   if (GET_CODE (dest) != SET
6372       || GET_CODE (SET_SRC (dest)) == ASM_OPERANDS)
6373     return;
6374
6375   dest = SET_DEST (dest);
6376   
6377   if (GET_CODE (dest) != MEM || MEM_VOLATILE_P (dest)
6378       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
6379     return;
6380
6381   if (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != SYMBOL_REF)
6382       return;
6383
6384   if (rtx_varies_p (XEXP (dest, 0), 0))
6385     return;
6386
6387   ptr = ldst_entry (dest);
6388   ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6389 }
6390
6391 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6392    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6393
6394 static int
6395 compute_store_table ()
6396 {
6397   int bb, ret;
6398   unsigned regno;
6399   rtx insn, pat;
6400
6401   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6402
6403   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks,
6404                                                        max_gcse_regno);
6405   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, n_basic_blocks);
6406   pre_ldst_mems = 0;
6407
6408   /* Find all the stores we care about.  */
6409   for (bb = 0; bb < n_basic_blocks; bb++)
6410     {
6411       regvec = & (reg_set_in_block[bb]);
6412       for (insn = BLOCK_END (bb);
6413            insn && insn != PREV_INSN (BLOCK_HEAD (bb));
6414            insn = PREV_INSN (insn))
6415         {
6416           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
6417           if (! INSN_P (insn))
6418             continue;
6419
6420           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6421             {
6422               bool clobbers_all = false;
6423 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
6424               if (NON_SAVING_SETJMP
6425                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
6426                 clobbers_all = true;
6427 #endif
6428
6429               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
6430                 if (clobbers_all
6431                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
6432                   SET_BIT (reg_set_in_block[bb], regno);
6433             }
6434           
6435           pat = PATTERN (insn);
6436           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
6437           
6438           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
6439           if (GET_CODE (pat) == SET)
6440             find_moveable_store (insn);
6441         }
6442     }
6443
6444   ret = enumerate_ldsts ();
6445   
6446   if (gcse_file)
6447     {
6448       fprintf (gcse_file, "Store Motion Expressions.\n");
6449       print_ldst_list (gcse_file);
6450     }
6451   
6452   return ret;
6453 }
6454
6455 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.  */
6456
6457 static int
6458 load_kills_store (x, store_pattern)
6459      rtx x, store_pattern;
6460 {
6461   if (true_dependence (x, GET_MODE (x), store_pattern, rtx_addr_varies_p))
6462     return 1;
6463   return 0;
6464 }
6465
6466 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias 
6467    STORE_PATTERN.  Return 1 if found.  */
6468
6469 static int
6470 find_loads (x, store_pattern)
6471      rtx x, store_pattern;
6472 {
6473   const char * fmt;
6474   int i,j;
6475   int ret = 0;
6476
6477   if (!x)
6478     return 0;
6479
6480   if (GET_CODE (x) == SET) 
6481     x = SET_SRC (x);
6482
6483   if (GET_CODE (x) == MEM)
6484     {
6485       if (load_kills_store (x, store_pattern))
6486         return 1;
6487     }
6488
6489   /* Recursively process the insn.  */
6490   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6491   
6492   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
6493     {
6494       if (fmt[i] == 'e')
6495         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern);
6496       else if (fmt[i] == 'E')
6497         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6498           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern);
6499     }
6500   return ret;
6501 }
6502
6503 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).  
6504    Return 1 if it it does.  */
6505
6506 static int 
6507 store_killed_in_insn (x, insn)
6508      rtx x, insn;
6509 {
6510   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
6511     return 0;
6512   
6513   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6514     {
6515       if (CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
6516         return 0;
6517       else
6518         return 1;
6519     }
6520   
6521   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6522     {
6523       rtx pat = PATTERN (insn);
6524       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
6525       if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM && !expr_equiv_p (SET_DEST (pat), x))
6526         /* pretend its a load and check for aliasing.  */
6527         if (find_loads (SET_DEST (pat), x))
6528           return 1;
6529       return find_loads (SET_SRC (pat), x);
6530     }
6531   else
6532     return find_loads (PATTERN (insn), x);
6533 }
6534
6535 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6536    within basic block BB.  */
6537
6538 static int 
6539 store_killed_after (x, insn, bb)
6540      rtx x, insn;
6541      basic_block bb;
6542 {
6543    rtx last = bb->end;
6544    
6545    if (insn == last)
6546      return 0;
6547
6548   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6549      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll 
6550      decide we can't move it, regardless of whether it changed above 
6551      or below the store. This could be improved by checking the register
6552      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6553   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6554     return 1;
6555
6556    for ( ; insn && insn != NEXT_INSN (last); insn = NEXT_INSN (insn))
6557      if (store_killed_in_insn (x, insn))
6558        return 1;
6559    
6560   return 0;
6561 }
6562
6563 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6564    within basic block BB.  */
6565 static int 
6566 store_killed_before (x, insn, bb)
6567      rtx x, insn;
6568      basic_block bb;
6569 {
6570    rtx first = bb->head;
6571
6572    if (insn == first)
6573      return store_killed_in_insn (x, insn);
6574    
6575   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6576      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll 
6577      decide we can't move it, regardless of whether it changed above 
6578      or below the store. This could be improved by checking the register
6579      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6580   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6581     return 1;
6582
6583    for ( ; insn && insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6584      if (store_killed_in_insn (x, insn))
6585        return 1;
6586    
6587    return 0;
6588 }
6589
6590 #define ANTIC_STORE_LIST(x)     ((x)->loads)
6591 #define AVAIL_STORE_LIST(x)     ((x)->stores)
6592
6593 /* Given the table of available store insns at the end of blocks,
6594    determine which ones are not killed by aliasing, and generate
6595    the appropriate vectors for gen and killed.  */
6596 static void
6597 build_store_vectors () 
6598 {
6599   basic_block bb;
6600   int b;
6601   rtx insn, st;
6602   struct ls_expr * ptr;
6603
6604   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
6605      by aliasing later in its block.  */
6606   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, num_stores);
6607   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_basic_blocks);
6608
6609   st_antloc = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, num_stores);
6610   sbitmap_vector_zero (st_antloc, n_basic_blocks);
6611
6612   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6613     { 
6614       /* Put all the stores into either the antic list, or the avail list,
6615          or both.  */
6616       rtx store_list = ptr->stores;
6617       ptr->stores = NULL_RTX;
6618
6619       for (st = store_list; st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6620         {
6621           insn = XEXP (st, 0);
6622           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6623           
6624           if (!store_killed_after (ptr->pattern, insn, bb))
6625             {
6626               /* If we've already seen an availale expression in this block,
6627                  we can delete the one we saw already (It occurs earlier in
6628                  the block), and replace it with this one). We'll copy the
6629                  old SRC expression to an unused register in case there
6630                  are any side effects.  */
6631               if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6632                 {
6633                   /* Find previous store.  */
6634                   rtx st;
6635                   for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st ; st = XEXP (st, 1))
6636                     if (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (st, 0)) == bb)
6637                       break;
6638                   if (st)
6639                     {
6640                       rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
6641                       if (gcse_file)
6642                         fprintf(gcse_file, "Removing redundant store:\n");
6643                       replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb);
6644                       XEXP (st, 0) = insn;
6645                       continue;
6646                     }
6647                 }
6648               SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
6649               AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6650                                                         AVAIL_STORE_LIST (ptr));
6651             }
6652           
6653           if (!store_killed_before (ptr->pattern, insn, bb))
6654             {
6655               SET_BIT (st_antloc[BLOCK_NUM (insn)], ptr->index);
6656               ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6657                                                         ANTIC_STORE_LIST (ptr));
6658             }
6659         }
6660       
6661       /* Free the original list of store insns.  */
6662       free_INSN_LIST_list (&store_list);
6663     }
6664           
6665   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, num_stores);
6666   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_basic_blocks);
6667
6668   transp = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_basic_blocks, num_stores);
6669   sbitmap_vector_zero (transp, n_basic_blocks);
6670
6671   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6672     for (b = 0; b < n_basic_blocks; b++)
6673       {
6674         if (store_killed_after (ptr->pattern, BLOCK_HEAD (b), BASIC_BLOCK (b)))
6675           {
6676             /* The anticipatable expression is not killed if it's gen'd.  */
6677             /*
6678               We leave this check out for now. If we have a code sequence 
6679               in a block which looks like:
6680                         ST MEMa = x
6681                         L     y = MEMa
6682                         ST MEMa = z
6683               We should flag this as having an ANTIC expression, NOT
6684               transparent, NOT killed, and AVAIL.
6685               Unfortunately, since we haven't re-written all loads to
6686               use the reaching reg, we'll end up doing an incorrect 
6687               Load in the middle here if we push the store down. It happens in
6688                     gcc.c-torture/execute/960311-1.c with -O3
6689               If we always kill it in this case, we'll sometimes do
6690               uneccessary work, but it shouldn't actually hurt anything.
6691             if (!TEST_BIT (ae_gen[b], ptr->index)).  */
6692             SET_BIT (ae_kill[b], ptr->index);
6693           }
6694         else
6695           SET_BIT (transp[b], ptr->index);
6696       }
6697
6698   /* Any block with no exits calls some non-returning function, so
6699      we better mark the store killed here, or we might not store to
6700      it at all.  If we knew it was abort, we wouldn't have to store,
6701      but we don't know that for sure.  */
6702   if (gcse_file) 
6703     {
6704       fprintf (gcse_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
6705       print_ldst_list (gcse_file);
6706       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_antloc", "", st_antloc, n_basic_blocks);
6707       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_kill", "", ae_kill, n_basic_blocks);
6708       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "Transpt", "", transp, n_basic_blocks);
6709       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_avloc", "", ae_gen, n_basic_blocks);
6710     }
6711 }
6712
6713 /* Insert an instruction at the begining of a basic block, and update 
6714    the BLOCK_HEAD if needed.  */
6715
6716 static void 
6717 insert_insn_start_bb (insn, bb)
6718      rtx insn;
6719      basic_block bb;
6720 {
6721   /* Insert at start of successor block.  */
6722   rtx prev = PREV_INSN (bb->head);
6723   rtx before = bb->head;
6724   while (before != 0)
6725     {
6726       if (GET_CODE (before) != CODE_LABEL
6727           && (GET_CODE (before) != NOTE
6728               || NOTE_LINE_NUMBER (before) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
6729         break;
6730       prev = before;
6731       if (prev == bb->end)
6732         break;
6733       before = NEXT_INSN (before);
6734     }
6735
6736   insn = emit_insn_after (insn, prev);
6737
6738   if (gcse_file)
6739     {
6740       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
6741                bb->index);
6742       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
6743       fprintf (gcse_file, "\n");
6744     }
6745 }
6746
6747 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
6748    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns non-zero
6749    if an edge insertion was performed.  */
6750
6751 static int
6752 insert_store (expr, e)
6753      struct ls_expr * expr;
6754      edge e;
6755 {
6756   rtx reg, insn;
6757   basic_block bb;
6758   edge tmp;
6759
6760   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
6761      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
6762   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
6763     return 0;
6764
6765   reg = expr->reaching_reg;
6766   insn = gen_move_insn (expr->pattern, reg);
6767   
6768   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
6769      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
6770      edges so we don;t try to insert it on the other edges.  */
6771   bb = e->dest;
6772   for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
6773     {
6774       int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
6775       if (index == EDGE_INDEX_NO_EDGE)
6776         abort ();
6777       if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
6778         break;
6779     }
6780
6781   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
6782      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
6783   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
6784     {
6785       for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
6786         {
6787           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
6788           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
6789         }
6790       insert_insn_start_bb (insn, bb);
6791       return 0;
6792     }
6793   
6794   /* We can't insert on this edge, so we'll insert at the head of the
6795      successors block.  See Morgan, sec 10.5.  */
6796   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
6797     {
6798       insert_insn_start_bb (insn, bb);
6799       return 0;
6800     }
6801
6802   insert_insn_on_edge (insn, e);
6803   
6804   if (gcse_file)
6805     {
6806       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
6807                e->src->index, e->dest->index);
6808       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
6809       fprintf (gcse_file, "\n");
6810     }
6811   
6812   return 1;
6813 }
6814
6815 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
6816
6817 static void
6818 replace_store_insn (reg, del, bb)
6819      rtx reg, del;
6820      basic_block bb;
6821 {
6822   rtx insn;
6823   
6824   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (PATTERN (del)));
6825   insn = emit_insn_after (insn, del);
6826   
6827   if (gcse_file)
6828     {
6829       fprintf (gcse_file, 
6830                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
6831       print_inline_rtx (gcse_file, del, 6);
6832       fprintf(gcse_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
6833       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
6834       fprintf(gcse_file, "\n");
6835     }
6836   
6837   delete_insn (del);
6838 }
6839
6840
6841 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
6842    the reaching_reg for later storing.  */
6843
6844 static void
6845 delete_store (expr, bb)
6846      struct ls_expr * expr;
6847      basic_block bb;
6848 {
6849   rtx reg, i, del;
6850
6851   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
6852     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
6853   
6854
6855   /* If there is more than 1 store, the earlier ones will be dead, 
6856      but it doesn't hurt to replace them here.  */  
6857   reg = expr->reaching_reg;
6858   
6859   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
6860     {
6861       del = XEXP (i, 0);
6862       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
6863         {
6864           /* We know there is only one since we deleted redundant 
6865              ones during the available computation.  */
6866           replace_store_insn (reg, del, bb);
6867           break;
6868         }
6869     }
6870 }
6871
6872 /* Free memory used by store motion.  */
6873
6874 static void 
6875 free_store_memory ()
6876 {
6877   free_ldst_mems ();
6878   
6879   if (ae_gen)
6880     sbitmap_vector_free (ae_gen);
6881   if (ae_kill)
6882     sbitmap_vector_free (ae_kill);
6883   if (transp)
6884     sbitmap_vector_free (transp);
6885   if (st_antloc)
6886     sbitmap_vector_free (st_antloc);
6887   if (pre_insert_map)
6888     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
6889   if (pre_delete_map)
6890     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
6891   if (reg_set_in_block)
6892     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
6893   
6894   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
6895   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
6896 }
6897
6898 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6899    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6900
6901 static void
6902 store_motion ()
6903 {
6904   int x;
6905   struct ls_expr * ptr;
6906   int update_flow = 0;
6907
6908   if (gcse_file)
6909     {
6910       fprintf (gcse_file, "before store motion\n");
6911       print_rtl (gcse_file, get_insns ());
6912     }
6913
6914
6915   init_alias_analysis ();
6916
6917   /* Find all the stores that are live to the end of their block.  */
6918   num_stores = compute_store_table ();
6919   if (num_stores == 0)
6920     {
6921       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
6922       end_alias_analysis ();
6923       return;
6924     }
6925
6926   /* Now compute whats actually available to move.  */
6927   add_noreturn_fake_exit_edges ();
6928   build_store_vectors ();
6929
6930   edge_list = pre_edge_rev_lcm (gcse_file, num_stores, transp, ae_gen, 
6931                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map, 
6932                                 &pre_delete_map);
6933
6934   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
6935   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6936     {
6937       for (x = 0; x < n_basic_blocks; x++)
6938         if (TEST_BIT (pre_delete_map[x], ptr->index))
6939           delete_store (ptr, BASIC_BLOCK (x));
6940
6941       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
6942         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
6943           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
6944     }
6945
6946   if (update_flow)
6947     commit_edge_insertions ();
6948
6949   free_store_memory ();
6950   free_edge_list (edge_list);
6951   remove_fake_edges ();
6952   end_alias_analysis ();
6953 }