OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
3    2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011 Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 /* TODO
22    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
23    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
24      calc of how many regs are available in each class and use that to
25      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
26 */
27
28 /* References searched while implementing this.
29
30    Compilers Principles, Techniques and Tools
31    Aho, Sethi, Ullman
32    Addison-Wesley, 1988
33
34    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
35    E. Morel, C. Renvoise
36    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
37
38    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
39    Frederick Chow
40    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
41
42    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
43    D.M. Dhamdhere
44    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
45
46    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
47    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
48    K-H Drechsler, M.P. Stadel
49    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
50
51    Practical Adaptation of the Global Optimization
52    Algorithm of Morel and Renvoise
53    D.M. Dhamdhere
54    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
55
56    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
57    Dependence Graph
58    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
59    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
60
61    Lazy Code Motion
62    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
63    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
64
65    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
66    Time for Reducible Flow Control
67    Thomas Ball
68    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
69    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
70
71    An Efficient Representation for Sparse Sets
72    Preston Briggs, Linda Torczon
73    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
74    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
75
76    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
77    K-H Drechsler, M.P. Stadel
78    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
79
80    Partial Dead Code Elimination
81    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
82    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
83
84    Effective Partial Redundancy Elimination
85    P. Briggs, K.D. Cooper
86    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
87
88    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
89    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
90    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
91
92    Optimal Code Motion: Theory and Practice
93    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
94    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
95
96    The power of assignment motion
97    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
98    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
99
100    Global code motion / global value numbering
101    C. Click
102    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
103
104    Value Driven Redundancy Elimination
105    L.T. Simpson
106    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
107
108    Value Numbering
109    L.T. Simpson
110    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
111
112    High Performance Compilers for Parallel Computing
113    Michael Wolfe
114    Addison-Wesley, 1996
115
116    Advanced Compiler Design and Implementation
117    Steven Muchnick
118    Morgan Kaufmann, 1997
119
120    Building an Optimizing Compiler
121    Robert Morgan
122    Digital Press, 1998
123
124    People wishing to speed up the code here should read:
125      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
126      B.G. Ryder, M.C. Paull
127      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
128
129      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
130      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
131      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
132
133    People wishing to do something different can find various possibilities
134    in the above papers and elsewhere.
135 */
136
137 #include "config.h"
138 #include "system.h"
139 #include "coretypes.h"
140 #include "tm.h"
141 #include "diagnostic-core.h"
142 #include "toplev.h"
143
144 #include "rtl.h"
145 #include "tree.h"
146 #include "tm_p.h"
147 #include "regs.h"
148 #include "hard-reg-set.h"
149 #include "flags.h"
150 #include "insn-config.h"
151 #include "recog.h"
152 #include "basic-block.h"
153 #include "output.h"
154 #include "function.h"
155 #include "expr.h"
156 #include "except.h"
157 #include "ggc.h"
158 #include "params.h"
159 #include "cselib.h"
160 #include "intl.h"
161 #include "obstack.h"
162 #include "timevar.h"
163 #include "tree-pass.h"
164 #include "hashtab.h"
165 #include "df.h"
166 #include "dbgcnt.h"
167 #include "target.h"
168 #include "gcse.h"
169
170 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
171    are a superset of those done by classic GCSE.
172
173    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
174    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
175    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
176    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
177    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
178    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
179
180    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
181    (set (pseudo-reg) (expression)).
182    Function want_to_gcse_p says what these are.
183
184    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
185    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
186    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
187    high part and a low part).
188
189    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
190    partially redundant).
191
192    **********************
193
194    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
195    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
196    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
197    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
198    the expense.
199
200    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
201    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
202    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
203    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
204
205    It was found doing copy propagation between each pass enables further
206    substitutions.
207
208    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
209    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
210    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
211    at the time when the study was conducted.
212
213    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
214    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
215
216    **********************
217
218    The steps for PRE are:
219
220    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
221
222    2) Perform the data flow analysis for PRE.
223
224    3) Delete the redundant instructions
225
226    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
227       redundant instructions fully redundant.
228
229    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
230       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
231
232    The deletion is done first so that when we do insertions we
233    know which pseudo reg to use.
234
235    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
236    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
237    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
238
239    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
240    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
241    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
242    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
243    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
244    each register in each block and thus can try to use an existing
245    register.  */
246 \f
247 /* GCSE global vars.  */
248
249 struct target_gcse default_target_gcse;
250 #if SWITCHABLE_TARGET
251 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
252 #endif
253
254 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
255 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
256
257 /* An obstack for our working variables.  */
258 static struct obstack gcse_obstack;
259
260 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
261
262 /* Hash table of expressions.  */
263
264 struct expr
265 {
266   /* The expression.  */
267   rtx expr;
268   /* Index in the available expression bitmaps.  */
269   int bitmap_index;
270   /* Next entry with the same hash.  */
271   struct expr *next_same_hash;
272   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
273      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
274      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
275      to the occurrence and the output is not used between the start of
276      the block and the occurrence.  */
277   struct occr *antic_occr;
278   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
279      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
280      basic block and the operands are not modified by following statements in
281      the basic block [including this insn].  */
282   struct occr *avail_occr;
283   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
284      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
285      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
286   rtx reaching_reg;
287   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
288      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
289      to keep register pressure under control.
290      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
291      travel.  */
292   int max_distance;
293 };
294
295 /* Occurrence of an expression.
296    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
297    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
298
299 struct occr
300 {
301   /* Next occurrence of this expression.  */
302   struct occr *next;
303   /* The insn that computes the expression.  */
304   rtx insn;
305   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
306   char deleted_p;
307   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
308      reaching_reg.  */
309   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
310      the same byte.  */
311   char copied_p;
312 };
313
314 typedef struct occr *occr_t;
315 DEF_VEC_P (occr_t);
316 DEF_VEC_ALLOC_P (occr_t, heap);
317
318 /* Expression hash tables.
319    Each hash table is an array of buckets.
320    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
321    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
322    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
323    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
324    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
325    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
326
327 struct hash_table_d
328 {
329   /* The table itself.
330      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
331   struct expr **table;
332
333   /* Size of the hash table, in elements.  */
334   unsigned int size;
335
336   /* Number of hash table elements.  */
337   unsigned int n_elems;
338 };
339
340 /* Expression hash table.  */
341 static struct hash_table_d expr_hash_table;
342
343 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
344    or store motion.
345    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
346    i.e. loads and stores to a single location.
347    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
348    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
349    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
350    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
351
352 struct ls_expr
353 {
354   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
355   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
356   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
357   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
358   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
359   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
360   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
361   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
362   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
363   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
364 };
365
366 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
367 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
368
369 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
370 static htab_t pre_ldst_table = NULL;
371
372 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
373    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
374    the start of the basic block.  */
375 static regset reg_set_bitmap;
376
377 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
378    memory within that block.  */
379 static VEC (rtx,heap) **modify_mem_list;
380 static bitmap modify_mem_list_set;
381
382 typedef struct modify_pair_s
383 {
384   rtx dest;                     /* A MEM.  */
385   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
386 } modify_pair;
387
388 DEF_VEC_O(modify_pair);
389 DEF_VEC_ALLOC_O(modify_pair,heap);
390
391 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
392    being set and their canonicalized memory addresses.  */
393 static VEC (modify_pair,heap) **canon_modify_mem_list;
394
395 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
396    function calls.  */
397 static bitmap blocks_with_calls;
398
399 /* Various variables for statistics gathering.  */
400
401 /* Memory used in a pass.
402    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
403    to keep an eye on memory usage.  */
404 static int bytes_used;
405
406 /* GCSE substitutions made.  */
407 static int gcse_subst_count;
408 /* Number of copy instructions created.  */
409 static int gcse_create_count;
410 \f
411 /* Doing code hoisting.  */
412 static bool doing_code_hoisting_p = false;
413 \f
414 /* For available exprs */
415 static sbitmap *ae_kill;
416 \f
417 static void compute_can_copy (void);
418 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
419 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
420 static void *gcse_alloc (unsigned long);
421 static void alloc_gcse_mem (void);
422 static void free_gcse_mem (void);
423 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
424 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
425 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
426 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
427 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
428 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
429 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
430 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
431 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
432                                   struct hash_table_d *);
433 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
434 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
435 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
436 static void record_last_mem_set_info (rtx);
437 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
438 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
439 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *);
440 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
441 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
442 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
443 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
444 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
445                                       struct hash_table_d *);
446 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
447 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
448 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
449 static void alloc_pre_mem (int, int);
450 static void free_pre_mem (void);
451 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
452 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
453                                     basic_block);
454 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
455 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
456 static void pre_insert_copies (void);
457 static int pre_delete (void);
458 static int pre_gcse (struct edge_list *);
459 static int one_pre_gcse_pass (void);
460 static void add_label_notes (rtx, rtx);
461 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
462 static void free_code_hoist_mem (void);
463 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
464 static void compute_code_hoist_data (void);
465 static int hoist_expr_reaches_here_p (basic_block, int, basic_block, char *,
466                                       int, int *);
467 static int hoist_code (void);
468 static int one_code_hoisting_pass (void);
469 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
470 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
471 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
472                                          basic_block, char *);
473 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
474 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
475 static void free_ld_motion_mems (void);
476 static void print_ldst_list (FILE *);
477 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
478 static int simple_mem (const_rtx);
479 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
480 static void compute_ld_motion_mems (void);
481 static void trim_ld_motion_mems (void);
482 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
483 static void clear_modify_mem_tables (void);
484 static void free_modify_mem_tables (void);
485 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
486 static bool is_too_expensive (const char *);
487
488 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
489 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
490
491 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
492 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
493
494 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
495 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
496
497 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
498 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
499 \f
500 /* Misc. utilities.  */
501
502 #define can_copy \
503   (this_target_gcse->x_can_copy)
504 #define can_copy_init_p \
505   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
506
507 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
508
509 static void
510 compute_can_copy (void)
511 {
512   int i;
513 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
514   rtx reg, insn;
515 #endif
516   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
517
518   start_sequence ();
519   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
520     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
521       {
522 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
523         can_copy[i] = 0;
524 #else
525         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
526         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
527         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
528           can_copy[i] = 1;
529 #endif
530       }
531     else
532       can_copy[i] = 1;
533
534   end_sequence ();
535 }
536
537 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
538
539 bool
540 can_copy_p (enum machine_mode mode)
541 {
542   if (! can_copy_init_p)
543     {
544       compute_can_copy ();
545       can_copy_init_p = true;
546     }
547
548   return can_copy[mode] != 0;
549 }
550 \f
551 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
552
553 static void *
554 gmalloc (size_t size)
555 {
556   bytes_used += size;
557   return xmalloc (size);
558 }
559
560 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
561
562 static void *
563 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
564 {
565   bytes_used += nelem * elsize;
566   return xcalloc (nelem, elsize);
567 }
568
569 /* Cover function to obstack_alloc.  */
570
571 static void *
572 gcse_alloc (unsigned long size)
573 {
574   bytes_used += size;
575   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
576 }
577
578 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
579    This is called at the start of each pass.  */
580
581 static void
582 alloc_gcse_mem (void)
583 {
584   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
585   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
586
587   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
588      basic block.  */
589   modify_mem_list = GCNEWVEC (VEC (rtx,heap) *, last_basic_block);
590   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (VEC (modify_pair,heap) *,
591                                     last_basic_block);
592   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
593   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
594 }
595
596 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
597
598 static void
599 free_gcse_mem (void)
600 {
601   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
602
603   free_modify_mem_tables ();
604   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
605   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
606 }
607 \f
608 /* Compute the local properties of each recorded expression.
609
610    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
611    other blocks.
612
613    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
614    in the block.
615
616    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
617    at least once and expression would contain the same value if the
618    computation was moved to the end of the block.
619
620    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
621    least once and expression would contain the same value if the computation
622    was moved to the beginning of the block.
623
624    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
625    basically the same information and thus can easily share this code.
626
627    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
628    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
629    particular property.
630
631    TABLE controls which hash table to look at.  */
632
633 static void
634 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
635                           struct hash_table_d *table)
636 {
637   unsigned int i;
638
639   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
640   if (transp)
641     {
642       sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
643     }
644
645   if (comp)
646     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
647   if (antloc)
648     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
649
650   for (i = 0; i < table->size; i++)
651     {
652       struct expr *expr;
653
654       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
655         {
656           int indx = expr->bitmap_index;
657           struct occr *occr;
658
659           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
660              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
661              then reset the bits for those that are.  */
662           if (transp)
663             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
664
665           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
666              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
667           if (antloc)
668             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
669               {
670                 SET_BIT (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
671
672                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
673                    initialize this.  */
674                 occr->deleted_p = 0;
675               }
676
677           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
678              we want to set to nonzero in COMP.  */
679           if (comp)
680             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
681               {
682                 SET_BIT (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
683
684                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
685                    initialize this.  */
686                 occr->copied_p = 0;
687               }
688
689           /* While we're scanning the table, this is a good place to
690              initialize this.  */
691           expr->reaching_reg = 0;
692         }
693     }
694 }
695 \f
696 /* Hash table support.  */
697
698 struct reg_avail_info
699 {
700   basic_block last_bb;
701   int first_set;
702   int last_set;
703 };
704
705 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
706 static basic_block current_bb;
707
708 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
709    GCSE.  */
710
711 static int
712 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
713 {
714 #ifdef STACK_REGS
715   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
716      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
717      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
718   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
719     x = avoid_constant_pool_reference (x);
720 #endif
721
722   /* GCSE'ing constants:
723
724      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
725      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
726      the maximum distance simple expressions can travel.
727
728      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
729      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
730      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
731
732      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
733      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
734      in a way that allows reload rematerialize them under high register
735      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
736      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
737      spilling such constants under high register pressure instead of
738      rematerializing them.  */
739
740   switch (GET_CODE (x))
741     {
742     case REG:
743     case SUBREG:
744     case CALL:
745       return 0;
746
747     case CONST_INT:
748     case CONST_DOUBLE:
749     case CONST_FIXED:
750     case CONST_VECTOR:
751       if (!doing_code_hoisting_p)
752         /* Do not PRE constants.  */
753         return 0;
754
755       /* FALLTHRU */
756
757     default:
758       if (doing_code_hoisting_p)
759         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
760         {
761           int cost;
762           int max_distance;
763
764           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
765                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
766           cost = set_src_cost (x, 0);
767
768           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
769             {
770               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
771               if (max_distance == 0)
772                 return 0;
773
774               gcc_assert (max_distance > 0);
775             }
776           else
777             max_distance = 0;
778
779           if (max_distance_ptr)
780             *max_distance_ptr = max_distance;
781         }
782
783       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
784     }
785 }
786
787 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
788
789 static GTY(()) rtx test_insn;
790
791 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
792    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
793    side-effect.
794
795    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
796    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
797    has hidden side-effects we don't want to mess with.
798
799    This function is typically used by code motion passes, to verify
800    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
801    maybe live hard regs.  */
802
803 bool
804 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
805 {
806   int num_clobbers = 0;
807   int icode;
808
809   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
810   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
811     return 1;
812   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
813     return 0;
814
815   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
816      our test insn if we haven't already.  */
817   if (test_insn == 0)
818     {
819       test_insn
820         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
821                                       gen_rtx_REG (word_mode,
822                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
823                                       const0_rtx));
824       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
825     }
826
827   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
828      valid.  */
829   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
830   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
831
832   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
833   if (icode < 0)
834     return false;
835
836   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
837     return false;
838
839   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
840     return false;
841
842   return true;
843 }
844
845 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
846    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
847    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
848
849 static int
850 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
851 {
852   int i, j;
853   enum rtx_code code;
854   const char *fmt;
855
856   if (x == 0)
857     return 1;
858
859   code = GET_CODE (x);
860   switch (code)
861     {
862     case REG:
863       {
864         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
865
866         if (info->last_bb != current_bb)
867           return 1;
868         if (avail_p)
869           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
870         else
871           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
872       }
873
874     case MEM:
875       if (load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
876                                   x, avail_p))
877         return 0;
878       else
879         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
880
881     case PRE_DEC:
882     case PRE_INC:
883     case POST_DEC:
884     case POST_INC:
885     case PRE_MODIFY:
886     case POST_MODIFY:
887       return 0;
888
889     case PC:
890     case CC0: /*FIXME*/
891     case CONST:
892     case CONST_INT:
893     case CONST_DOUBLE:
894     case CONST_FIXED:
895     case CONST_VECTOR:
896     case SYMBOL_REF:
897     case LABEL_REF:
898     case ADDR_VEC:
899     case ADDR_DIFF_VEC:
900       return 1;
901
902     default:
903       break;
904     }
905
906   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
907     {
908       if (fmt[i] == 'e')
909         {
910           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
911              level, change it into iteration.  This function is called enough
912              to be worth it.  */
913           if (i == 0)
914             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
915
916           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
917             return 0;
918         }
919       else if (fmt[i] == 'E')
920         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
921           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
922             return 0;
923     }
924
925   return 1;
926 }
927
928 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
929
930 struct mem_conflict_info
931 {
932   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
933      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
934   const_rtx mem;
935
936   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
937      references.  */
938   bool conflict;
939 };
940
941 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
942    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
943    information back through DATA.  */
944
945 static void
946 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
947                           void *data)
948 {
949   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
950
951   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
952          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
953          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
954     dest = XEXP (dest, 0);
955
956   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
957      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
958      elsewhere.  */
959   if (! MEM_P (dest))
960     return;
961
962   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
963      don't mark as killed this time.  */
964   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
965     {
966       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
967         mci->conflict = true;
968       return;
969     }
970
971   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
972     mci->conflict = true;
973 }
974
975 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
976    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
977    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
978    before UID_LIMIT.
979
980    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
981    AVAIL_P to 0.  */
982
983 static int
984 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
985                         int avail_p)
986 {
987   VEC (rtx,heap) *list = modify_mem_list[bb->index];
988   rtx setter;
989   unsigned ix;
990
991   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
992   if (MEM_READONLY_P (x))
993     return 0;
994
995   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (rtx, list, ix, setter)
996     {
997       struct mem_conflict_info mci;
998
999       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1000       if ((avail_p
1001            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1002           || (! avail_p
1003               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1004         continue;
1005
1006       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1007          to pure functions are never put on the list, so we need not
1008          worry about them.  */
1009       if (CALL_P (setter))
1010         return 1;
1011
1012       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1013          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1014       mci.mem = x;
1015       mci.conflict = false;
1016       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1017       if (mci.conflict)
1018         return 1;
1019     }
1020   return 0;
1021 }
1022
1023 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1024    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1025
1026 static int
1027 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1028 {
1029   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1030 }
1031
1032 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1033    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1034
1035 static int
1036 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1037 {
1038   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1039 }
1040
1041 /* Hash expression X.
1042
1043    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1044    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1045    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1046    the current size of the hash table to be probed.  */
1047
1048 static unsigned int
1049 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1050            int hash_table_size)
1051 {
1052   unsigned int hash;
1053
1054   *do_not_record_p = 0;
1055
1056   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1057   return hash % hash_table_size;
1058 }
1059
1060 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1061
1062 static int
1063 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1064 {
1065   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1066 }
1067
1068 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1069    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1070    basic block.
1071
1072    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1073    It is only used if X is a CONST_INT.
1074
1075    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1076    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1077
1078    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1079    be moved.  */
1080
1081 static void
1082 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1083                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1084 {
1085   int found, do_not_record_p;
1086   unsigned int hash;
1087   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1088   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1089
1090   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1091
1092   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1093      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1094      to or can't handle.  */
1095   if (do_not_record_p)
1096     return;
1097
1098   cur_expr = table->table[hash];
1099   found = 0;
1100
1101   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1102     {
1103       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1104          the list.  */
1105       last_expr = cur_expr;
1106       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1107     }
1108
1109   if (! found)
1110     {
1111       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1112       bytes_used += sizeof (struct expr);
1113       if (table->table[hash] == NULL)
1114         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1115         table->table[hash] = cur_expr;
1116       else
1117         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1118         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1119
1120       /* Set the fields of the expr element.  */
1121       cur_expr->expr = x;
1122       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1123       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1124       cur_expr->antic_occr = NULL;
1125       cur_expr->avail_occr = NULL;
1126       gcc_assert (max_distance >= 0);
1127       cur_expr->max_distance = max_distance;
1128     }
1129   else
1130     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1131
1132   /* Now record the occurrence(s).  */
1133   if (antic_p)
1134     {
1135       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1136
1137       if (antic_occr
1138           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1139         antic_occr = NULL;
1140
1141       if (antic_occr)
1142         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1143            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1144            block and the block is scanned from start to end.  */
1145         ; /* nothing to do */
1146       else
1147         {
1148           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1149           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1150           bytes_used += sizeof (struct occr);
1151           antic_occr->insn = insn;
1152           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1153           antic_occr->deleted_p = 0;
1154           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1155         }
1156     }
1157
1158   if (avail_p)
1159     {
1160       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1161
1162       if (avail_occr
1163           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1164         {
1165           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1166              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1167              the last one in the block and the block is scanned from start
1168              to end.  */
1169           avail_occr->insn = insn;
1170         }
1171       else
1172         {
1173           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1174           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1175           bytes_used += sizeof (struct occr);
1176           avail_occr->insn = insn;
1177           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1178           avail_occr->deleted_p = 0;
1179           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1180         }
1181     }
1182 }
1183
1184 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1185
1186 static void
1187 hash_scan_set (rtx set, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1188 {
1189   rtx src = SET_SRC (set);
1190   rtx dest = SET_DEST (set);
1191   rtx note;
1192
1193   if (GET_CODE (src) == CALL)
1194     hash_scan_call (src, insn, table);
1195
1196   else if (REG_P (dest))
1197     {
1198       unsigned int regno = REGNO (dest);
1199       int max_distance = 0;
1200
1201       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1202
1203          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1204          redundant constants, addresses or other expressions that are
1205          constructed with multiple instructions.
1206
1207          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1208          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1209          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1210          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1211          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1212          do more than one PRE GCSE pass.
1213
1214          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1215          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1216       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1217       if (note != 0
1218           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1219           && !REG_P (src)
1220           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1221         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1222
1223       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1224       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1225           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1226           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1227           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1228              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1229           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1230              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1231              can't do the same thing at the rtl level.  */
1232           && !can_throw_internal (insn)
1233           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1234           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1235           /* Don't CSE a nop.  */
1236           && ! set_noop_p (set)
1237           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1238              At this point this only function parameters should have
1239              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1240              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1241              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1242           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1243         {
1244           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1245              modified before this insn or if this is not the only SET in
1246              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1247              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1248              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1249           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1250                         && !multiple_sets (insn);
1251           /* An expression is not available if its operands are
1252              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1253              available if this is a branch, because we can't insert
1254              a set after the branch.  */
1255           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1256                          && ! JUMP_P (insn));
1257
1258           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1259                                 max_distance, table);
1260         }
1261     }
1262   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1263      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1264      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1265   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1266       {
1267         unsigned int regno = REGNO (src);
1268         int max_distance = 0;
1269
1270         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1271         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1272            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1273            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1274            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1275               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1276            && !can_throw_internal (insn)
1277            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1278            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1279            /* Don't CSE a nop.  */
1280            && ! set_noop_p (set)
1281            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1282               At this point this only function parameters should have
1283               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1284               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1285               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1286            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1287                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1288              {
1289                /* Stores are never anticipatable.  */
1290                int antic_p = 0;
1291                /* An expression is not available if its operands are
1292                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1293                   available if this is a branch, because we can't insert
1294                   a set after the branch.  */
1295                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1296                              && ! JUMP_P (insn);
1297
1298                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1299                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1300                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1301              }
1302       }
1303 }
1304
1305 static void
1306 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1307                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1308 {
1309   /* Currently nothing to do.  */
1310 }
1311
1312 static void
1313 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1314                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1315 {
1316   /* Currently nothing to do.  */
1317 }
1318
1319 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1320
1321 static void
1322 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1323 {
1324   rtx pat = PATTERN (insn);
1325   int i;
1326
1327   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1328      what's been modified.  */
1329
1330   if (GET_CODE (pat) == SET)
1331     hash_scan_set (pat, insn, table);
1332
1333   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1334     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1335
1336   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1337     hash_scan_call (pat, insn, table);
1338
1339   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1340     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1341       {
1342         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1343
1344         if (GET_CODE (x) == SET)
1345           hash_scan_set (x, insn, table);
1346         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1347           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1348         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1349           hash_scan_call (x, insn, table);
1350       }
1351 }
1352
1353 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1354
1355 static void
1356 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1357 {
1358   int i;
1359   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1360   struct expr **flat_table;
1361   unsigned int *hash_val;
1362   struct expr *expr;
1363
1364   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1365   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1366
1367   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1368     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1369       {
1370         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1371         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1372       }
1373
1374   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1375            name, table->size, table->n_elems);
1376
1377   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1378     if (flat_table[i] != 0)
1379       {
1380         expr = flat_table[i];
1381         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1382                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1383         print_rtl (file, expr->expr);
1384         fprintf (file, "\n");
1385       }
1386
1387   fprintf (file, "\n");
1388
1389   free (flat_table);
1390   free (hash_val);
1391 }
1392
1393 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1394
1395    first_set records the first place in the block where the register
1396    is set and is used to compute "anticipatability".
1397
1398    last_set records the last place in the block where the register
1399    is set and is used to compute "availability".
1400
1401    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1402    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1403
1404 static void
1405 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1406 {
1407   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1408   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1409
1410   info->last_set = luid;
1411   if (info->last_bb != current_bb)
1412     {
1413       info->last_bb = current_bb;
1414       info->first_set = luid;
1415     }
1416 }
1417
1418 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1419    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1420    taken off pairwise.  */
1421
1422 static void
1423 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1424                    void * v_insn)
1425 {
1426   rtx dest_addr, insn;
1427   int bb;
1428   modify_pair *pair;
1429
1430   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1431       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1432       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1433     dest = XEXP (dest, 0);
1434
1435   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1436      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1437      elsewhere.  */
1438
1439   if (! MEM_P (dest))
1440     return;
1441
1442   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1443   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1444   insn = (rtx) v_insn;
1445   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1446
1447   pair = VEC_safe_push (modify_pair, heap, canon_modify_mem_list[bb], NULL);
1448   pair->dest = dest;
1449   pair->dest_addr = dest_addr;
1450 }
1451
1452 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1453    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1454    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1455
1456 static void
1457 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1458 {
1459   int bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1460
1461   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1462      everything.  */
1463   VEC_safe_push (rtx, heap, modify_mem_list[bb], insn);
1464   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1465
1466   if (CALL_P (insn))
1467     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1468   else
1469     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1470 }
1471
1472 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1473    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1474    the SET is taking place.  */
1475
1476 static void
1477 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1478 {
1479   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1480
1481   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1482     dest = SUBREG_REG (dest);
1483
1484   if (REG_P (dest))
1485     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1486   else if (MEM_P (dest)
1487            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1488            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1489     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1490 }
1491
1492 /* Top level function to create an expression hash table.
1493
1494    Expression entries are placed in the hash table if
1495    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1496    - src is something we want to perform GCSE on,
1497    - none of the operands are subsequently modified in the block
1498
1499    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1500
1501    TABLE is the table computed.  */
1502
1503 static void
1504 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1505 {
1506   int i;
1507
1508   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1509   clear_modify_mem_tables ();
1510   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1511   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1512
1513   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1514     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1515
1516   FOR_EACH_BB (current_bb)
1517     {
1518       rtx insn;
1519       unsigned int regno;
1520
1521       /* First pass over the instructions records information used to
1522          determine when registers and memory are first and last set.  */
1523       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1524         {
1525           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1526             continue;
1527
1528           if (CALL_P (insn))
1529             {
1530               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
1531                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
1532                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
1533
1534               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1535                 record_last_mem_set_info (insn);
1536             }
1537
1538           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1539         }
1540
1541       /* The next pass builds the hash table.  */
1542       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1543         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1544           hash_scan_insn (insn, table);
1545     }
1546
1547   free (reg_avail_info);
1548   reg_avail_info = NULL;
1549 }
1550
1551 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1552    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1553
1554 static void
1555 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table)
1556 {
1557   int n;
1558
1559   n = get_max_insn_count ();
1560
1561   table->size = n / 4;
1562   if (table->size < 11)
1563     table->size = 11;
1564
1565   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1566      Making it an odd number is simplest for now.
1567      ??? Later take some measurements.  */
1568   table->size |= 1;
1569   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1570   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1571 }
1572
1573 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1574
1575 static void
1576 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1577 {
1578   free (table->table);
1579 }
1580
1581 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1582
1583 static void
1584 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1585 {
1586   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1587   table->n_elems = 0;
1588   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1589
1590   compute_hash_table_work (table);
1591 }
1592 \f
1593 /* Expression tracking support.  */
1594
1595 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1596 static void
1597 clear_modify_mem_tables (void)
1598 {
1599   unsigned i;
1600   bitmap_iterator bi;
1601
1602   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1603     {
1604       VEC_free (rtx, heap, modify_mem_list[i]);
1605       VEC_free (modify_pair, heap, canon_modify_mem_list[i]);
1606     }
1607   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1608   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1609 }
1610
1611 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1612
1613 static void
1614 free_modify_mem_tables (void)
1615 {
1616   clear_modify_mem_tables ();
1617   free (modify_mem_list);
1618   free (canon_modify_mem_list);
1619   modify_mem_list = 0;
1620   canon_modify_mem_list = 0;
1621 }
1622 \f
1623 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1624    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1625    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1626    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1627
1628 static void
1629 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1630 {
1631   int i, j;
1632   enum rtx_code code;
1633   const char *fmt;
1634
1635   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1636      can't do it when there's no return value.  */
1637  repeat:
1638
1639   if (x == 0)
1640     return;
1641
1642   code = GET_CODE (x);
1643   switch (code)
1644     {
1645     case REG:
1646         {
1647           df_ref def;
1648           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1649                def;
1650                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1651             RESET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1652         }
1653
1654       return;
1655
1656     case MEM:
1657       if (! MEM_READONLY_P (x))
1658         {
1659           bitmap_iterator bi;
1660           unsigned bb_index;
1661           rtx x_addr;
1662
1663           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1664           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1665
1666           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1667              do any list walking for them.  */
1668           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1669             {
1670               RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
1671             }
1672
1673           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1674              but which do not have any calls.  */
1675           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1676                                           blocks_with_calls,
1677                                           0, bb_index, bi)
1678             {
1679               VEC (modify_pair,heap) *list
1680                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1681               modify_pair *pair;
1682               unsigned ix;
1683
1684               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (modify_pair, list, ix, pair)
1685                 {
1686                   rtx dest = pair->dest;
1687                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1688
1689                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1690                                              dest_addr, x, x_addr))
1691                     RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
1692                 }
1693             }
1694         }
1695
1696       x = XEXP (x, 0);
1697       goto repeat;
1698
1699     case PC:
1700     case CC0: /*FIXME*/
1701     case CONST:
1702     case CONST_INT:
1703     case CONST_DOUBLE:
1704     case CONST_FIXED:
1705     case CONST_VECTOR:
1706     case SYMBOL_REF:
1707     case LABEL_REF:
1708     case ADDR_VEC:
1709     case ADDR_DIFF_VEC:
1710       return;
1711
1712     default:
1713       break;
1714     }
1715
1716   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1717     {
1718       if (fmt[i] == 'e')
1719         {
1720           /* If we are about to do the last recursive call
1721              needed at this level, change it into iteration.
1722              This function is called enough to be worth it.  */
1723           if (i == 0)
1724             {
1725               x = XEXP (x, i);
1726               goto repeat;
1727             }
1728
1729           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1730         }
1731       else if (fmt[i] == 'E')
1732         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1733           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1734     }
1735 }
1736 \f
1737 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1738
1739 /* Local properties of expressions.  */
1740
1741 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1742 static sbitmap *transp;
1743
1744 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1745 static sbitmap *comp;
1746
1747 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1748 static sbitmap *antloc;
1749
1750 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1751    point.  */
1752 static sbitmap *pre_optimal;
1753
1754 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1755 static sbitmap *pre_redundant;
1756
1757 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1758 static sbitmap *pre_insert_map;
1759
1760 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1761 static sbitmap *pre_delete_map;
1762
1763 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1764
1765 static void
1766 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1767 {
1768   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1769   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1770   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1771
1772   pre_optimal = NULL;
1773   pre_redundant = NULL;
1774   pre_insert_map = NULL;
1775   pre_delete_map = NULL;
1776   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1777
1778   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1779 }
1780
1781 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1782
1783 static void
1784 free_pre_mem (void)
1785 {
1786   sbitmap_vector_free (transp);
1787   sbitmap_vector_free (comp);
1788
1789   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1790
1791   if (pre_optimal)
1792     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1793   if (pre_redundant)
1794     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1795   if (pre_insert_map)
1796     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1797   if (pre_delete_map)
1798     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1799
1800   transp = comp = NULL;
1801   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1802 }
1803
1804 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1805    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1806    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1807    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1808    can be clobbered by calls.  */
1809
1810 static void
1811 prune_expressions (bool pre_p)
1812 {
1813   sbitmap prune_exprs;
1814   struct expr *expr;
1815   unsigned int ui;
1816   basic_block bb;
1817
1818   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1819   sbitmap_zero (prune_exprs);
1820   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1821     {
1822       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1823         {
1824           /* Note potentially trapping expressions.  */
1825           if (may_trap_p (expr->expr))
1826             {
1827               SET_BIT (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1828               continue;
1829             }
1830
1831           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1832             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1833                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1834                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1835                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1836                constant memory references can be hoisted along abnormal
1837                edges.  */
1838             {
1839               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1840                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1841                 continue;
1842
1843               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1844                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1845                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1846                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1847                 continue;
1848
1849               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1850                  analysis to determine if this mem is actually killed
1851                  by this call.  */
1852
1853               SET_BIT (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1854             }
1855         }
1856     }
1857
1858   FOR_EACH_BB (bb)
1859     {
1860       edge e;
1861       edge_iterator ei;
1862
1863       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1864          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1865          because we won't be able to properly place the instruction on
1866          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1867          This is fairly conservative.
1868
1869          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1870          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1871          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1872          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1873          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1874          be best to implement this check along the lines of
1875          hoist_expr_reaches_here_p where the target block is already known
1876          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1877          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1878       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1879         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1880             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1881           {
1882             sbitmap_difference (antloc[bb->index],
1883                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1884             sbitmap_difference (transp[bb->index],
1885                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1886             break;
1887           }
1888     }
1889
1890   sbitmap_free (prune_exprs);
1891 }
1892
1893 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1894    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1895    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1896    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1897    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1898
1899    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1900
1901 static void
1902 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1903 {
1904   sbitmap_iterator sbi;
1905   sbitmap prune_exprs;
1906
1907   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1908      expressions.  */
1909   unsigned int i, j;
1910
1911   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1912      number of times an expression can be removed as a result.  */
1913   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1914   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1915
1916   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1917      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1918      insertion/deletion sets.  */
1919   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1920   sbitmap_zero (prune_exprs);
1921
1922   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1923      needs to be inserted.  */
1924   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges; i++)
1925     {
1926       EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1927         insertions[j]++;
1928     }
1929
1930   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1931      edges.  */
1932   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
1933     {
1934       EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1935         deletions[j]++;
1936     }
1937
1938   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1939      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1940      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1941      PRUNE_EXPRS.  */
1942   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1943     if (deletions[j]
1944         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1945       SET_BIT (prune_exprs, j);
1946
1947   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
1948   EXECUTE_IF_SET_IN_SBITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
1949     {
1950       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges; i++)
1951         RESET_BIT (pre_insert_map[i], j);
1952
1953       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
1954         RESET_BIT (pre_delete_map[i], j);
1955     }
1956
1957   sbitmap_free (prune_exprs);
1958   free (insertions);
1959   free (deletions);
1960 }
1961
1962 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
1963
1964 static struct edge_list *
1965 compute_pre_data (void)
1966 {
1967   struct edge_list *edge_list;
1968   basic_block bb;
1969
1970   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
1971   prune_expressions (true);
1972   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
1973
1974   /* Compute ae_kill for each basic block using:
1975
1976      ~(TRANSP | COMP)
1977   */
1978
1979   FOR_EACH_BB (bb)
1980     {
1981       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
1982       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
1983     }
1984
1985   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
1986                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
1987   sbitmap_vector_free (antloc);
1988   antloc = NULL;
1989   sbitmap_vector_free (ae_kill);
1990   ae_kill = NULL;
1991
1992   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
1993
1994   return edge_list;
1995 }
1996 \f
1997 /* PRE utilities */
1998
1999 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2000    block BB.
2001
2002    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2003    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2004
2005    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2006    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2007    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2008    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2009    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2010    the closest such expression.  */
2011
2012 static int
2013 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr,
2014                               basic_block bb, char *visited)
2015 {
2016   edge pred;
2017   edge_iterator ei;
2018
2019   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2020     {
2021       basic_block pred_bb = pred->src;
2022
2023       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
2024           /* Has predecessor has already been visited?  */
2025           || visited[pred_bb->index])
2026         ;/* Nothing to do.  */
2027
2028       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2029       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2030         {
2031           /* Is this the occurrence we're looking for?
2032              Note that there's only one generating occurrence per block
2033              so we just need to check the block number.  */
2034           if (occr_bb == pred_bb)
2035             return 1;
2036
2037           visited[pred_bb->index] = 1;
2038         }
2039       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2040       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2041         visited[pred_bb->index] = 1;
2042
2043       /* Neither gen nor kill.  */
2044       else
2045         {
2046           visited[pred_bb->index] = 1;
2047           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2048             return 1;
2049         }
2050     }
2051
2052   /* All paths have been checked.  */
2053   return 0;
2054 }
2055
2056 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2057    memory allocated for that function is returned.  */
2058
2059 static int
2060 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
2061 {
2062   int rval;
2063   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
2064
2065   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2066
2067   free (visited);
2068   return rval;
2069 }
2070 \f
2071 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2072
2073 static rtx
2074 process_insert_insn (struct expr *expr)
2075 {
2076   rtx reg = expr->reaching_reg;
2077   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2078   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2079   rtx pat;
2080
2081   start_sequence ();
2082
2083   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2084      just copy it to a register.  */
2085   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2086     emit_move_insn (reg, exp);
2087
2088   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2089      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2090   else
2091     {
2092       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2093
2094       if (insn_invalid_p (insn))
2095         gcc_unreachable ();
2096     }
2097
2098   pat = get_insns ();
2099   end_sequence ();
2100
2101   return pat;
2102 }
2103
2104 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2105
2106    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2107
2108 static void
2109 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
2110 {
2111   rtx insn = BB_END (bb);
2112   rtx new_insn;
2113   rtx reg = expr->reaching_reg;
2114   int regno = REGNO (reg);
2115   rtx pat, pat_end;
2116
2117   pat = process_insert_insn (expr);
2118   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2119
2120   pat_end = pat;
2121   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2122     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2123
2124   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2125      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2126      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2127
2128   if (JUMP_P (insn)
2129       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2130           && (!single_succ_p (bb)
2131               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2132     {
2133 #ifdef HAVE_cc0
2134       rtx note;
2135 #endif
2136
2137       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
2138          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
2139          the new instruction just before the tablejump.  */
2140       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
2141           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
2142         insn = prev_active_insn (insn);
2143
2144 #ifdef HAVE_cc0
2145       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2146          if cc0 isn't set.  */
2147       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2148       if (note)
2149         insn = XEXP (note, 0);
2150       else
2151         {
2152           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2153           if (maybe_cc0_setter
2154               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2155               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2156             insn = maybe_cc0_setter;
2157         }
2158 #endif
2159       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2160       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2161     }
2162
2163   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2164      of exception handling.  */
2165   else if (CALL_P (insn)
2166            && (!single_succ_p (bb)
2167                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2168     {
2169       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2170          in registers, we search backward and place the instructions before
2171          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2172          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2173
2174       /* Since different machines initialize their parameter registers
2175          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2176          parameter registers.  */
2177       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2178
2179       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2180          before the first parameter load.
2181
2182          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2183          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2184          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2185          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2186          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2187       while (LABEL_P (insn)
2188              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2189         insn = NEXT_INSN (insn);
2190
2191       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2192     }
2193   else
2194     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2195
2196   while (1)
2197     {
2198       if (INSN_P (pat))
2199         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2200       if (pat == pat_end)
2201         break;
2202       pat = NEXT_INSN (pat);
2203     }
2204
2205   gcse_create_count++;
2206
2207   if (dump_file)
2208     {
2209       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2210                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2211       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2212                expr->bitmap_index, regno);
2213     }
2214 }
2215
2216 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2217    the expressions fully redundant.  */
2218
2219 static int
2220 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
2221 {
2222   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2223   sbitmap *inserted;
2224
2225   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2226      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2227
2228   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2229   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2230   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2231   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
2232
2233   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2234     {
2235       int indx;
2236       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2237
2238       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2239         {
2240           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2241
2242           for (j = indx;
2243                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2244                j++, insert >>= 1)
2245             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2246               {
2247                 struct expr *expr = index_map[j];
2248                 struct occr *occr;
2249
2250                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2251                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2252                   {
2253                     if (! occr->deleted_p)
2254                       continue;
2255
2256                     /* Insert this expression on this edge if it would
2257                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2258                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
2259                       {
2260                         rtx insn;
2261                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2262
2263                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2264                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2265                            the previous block. There are several alternatives
2266                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2267                            handling this situation.  This one is easiest for
2268                            now.  */
2269
2270                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2271                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2272                         else
2273                           {
2274                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2275                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2276                           }
2277
2278                         if (dump_file)
2279                           {
2280                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2281                                      bb->index,
2282                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2283                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2284                                      expr->bitmap_index);
2285                           }
2286
2287                         update_ld_motion_stores (expr);
2288                         SET_BIT (inserted[e], j);
2289                         did_insert = 1;
2290                         gcse_create_count++;
2291                       }
2292                   }
2293               }
2294         }
2295     }
2296
2297   sbitmap_vector_free (inserted);
2298   return did_insert;
2299 }
2300
2301 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2302    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2303      reaching_reg <- old_reg
2304    it's better to do the following:
2305      reaching_reg <- expr
2306      old_reg      <- reaching_reg
2307    because this way copy propagation can discover additional PRE
2308    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2309    When "expr" is a store, i.e.
2310    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2311      reaching_reg <- old_reg
2312    it's better to add it before as follows:
2313      reaching_reg <- old_reg
2314      MEM          <- reaching_reg.  */
2315
2316 static void
2317 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
2318 {
2319   rtx reg = expr->reaching_reg;
2320   int regno = REGNO (reg);
2321   int indx = expr->bitmap_index;
2322   rtx pat = PATTERN (insn);
2323   rtx set, first_set, new_insn;
2324   rtx old_reg;
2325   int i;
2326
2327   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2328   switch (GET_CODE (pat))
2329     {
2330     case SET:
2331       set = pat;
2332       break;
2333
2334     case PARALLEL:
2335       /* Search through the parallel looking for the set whose
2336          source was the expression that we're interested in.  */
2337       first_set = NULL_RTX;
2338       set = NULL_RTX;
2339       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2340         {
2341           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2342           if (GET_CODE (x) == SET)
2343             {
2344               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2345                  may not find an equivalent expression, but in this
2346                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2347               if (first_set == NULL_RTX)
2348                 first_set = x;
2349               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2350                 {
2351                   set = x;
2352                   break;
2353                 }
2354             }
2355         }
2356
2357       gcc_assert (first_set);
2358       if (set == NULL_RTX)
2359         set = first_set;
2360       break;
2361
2362     default:
2363       gcc_unreachable ();
2364     }
2365
2366   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2367     {
2368       old_reg = SET_DEST (set);
2369       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2370       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2371         {
2372           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2373           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2374         }
2375       else
2376         {
2377           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2378           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2379         }
2380     }
2381   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2382     {
2383       old_reg = SET_SRC (set);
2384       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2385
2386       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2387       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2388         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2389       else
2390         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2391     }
2392
2393   gcse_create_count++;
2394
2395   if (dump_file)
2396     fprintf (dump_file,
2397              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2398               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2399               INSN_UID (insn), regno);
2400 }
2401
2402 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2403    to `reaching_reg'.  */
2404
2405 static void
2406 pre_insert_copies (void)
2407 {
2408   unsigned int i, added_copy;
2409   struct expr *expr;
2410   struct occr *occr;
2411   struct occr *avail;
2412
2413   /* For each available expression in the table, copy the result to
2414      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2415
2416      ??? The current algorithm is rather brute force.
2417      Need to do some profiling.  */
2418
2419   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2420     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2421       {
2422         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2423            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2424            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2425            deleted.  This test also avoids further processing if the
2426            expression wasn't deleted anywhere.  */
2427         if (expr->reaching_reg == NULL)
2428           continue;
2429
2430         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2431         added_copy = 0;
2432
2433         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2434           {
2435             if (! occr->deleted_p)
2436               continue;
2437
2438             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2439               {
2440                 rtx insn = avail->insn;
2441
2442                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2443                 if (avail->copied_p)
2444                   continue;
2445
2446                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2447                 if (INSN_DELETED_P (insn))
2448                   continue;
2449
2450                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2451                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2452                                                expr,
2453                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2454                   continue;
2455
2456                 added_copy = 1;
2457
2458                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2459                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2460                 avail->copied_p = 1;
2461               }
2462           }
2463
2464           if (added_copy)
2465             update_ld_motion_stores (expr);
2466       }
2467 }
2468
2469 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2470    in INSN.  */
2471
2472 static rtx
2473 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx insn)
2474 {
2475   rtx new_rtx;
2476   rtx set = single_set (insn), set2;
2477   rtx note;
2478   rtx eqv;
2479
2480   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2481      we've verified to be valid.  */
2482
2483   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2484
2485   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
2486   set2 = single_set (new_rtx);
2487   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2488     return new_rtx;
2489   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2490     eqv = XEXP (note, 0);
2491   else
2492     eqv = SET_SRC (set);
2493
2494   set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2495
2496   return new_rtx;
2497 }
2498
2499 /* Delete redundant computations.
2500    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2501    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2502    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
2503
2504    Return nonzero if a change is made.  */
2505
2506 static int
2507 pre_delete (void)
2508 {
2509   unsigned int i;
2510   int changed;
2511   struct expr *expr;
2512   struct occr *occr;
2513
2514   changed = 0;
2515   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2516     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2517       {
2518         int indx = expr->bitmap_index;
2519
2520         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2521         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2522           {
2523             rtx insn = occr->insn;
2524             rtx set;
2525             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2526
2527             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2528             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx)
2529                 && (set = single_set (insn)) != 0
2530                 && dbg_cnt (pre_insn))
2531               {
2532                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2533                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2534                    the mode of the original destination pseudo.  */
2535                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2536                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2537
2538                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2539                 delete_insn (insn);
2540                 occr->deleted_p = 1;
2541                 changed = 1;
2542                 gcse_subst_count++;
2543
2544                 if (dump_file)
2545                   {
2546                     fprintf (dump_file,
2547                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2548                                INSN_UID (insn), indx);
2549                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2550                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2551                   }
2552               }
2553           }
2554       }
2555
2556   return changed;
2557 }
2558
2559 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2560    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2561    has been done.
2562
2563    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2564    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2565    Compiler Design and Implementation.
2566
2567    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2568    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2569    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2570    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2571    through the block.
2572
2573    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2574    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2575    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2576    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2577    redundancies.  */
2578
2579 static int
2580 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2581 {
2582   unsigned int i;
2583   int did_insert, changed;
2584   struct expr **index_map;
2585   struct expr *expr;
2586
2587   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2588      hash table entry.  */
2589
2590   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
2591   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2592     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2593       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2594
2595   /* Delete the redundant insns first so that
2596      - we know what register to use for the new insns and for the other
2597        ones with reaching expressions
2598      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2599
2600   changed = pre_delete ();
2601   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2602
2603   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2604      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2605   pre_insert_copies ();
2606   if (did_insert)
2607     {
2608       commit_edge_insertions ();
2609       changed = 1;
2610     }
2611
2612   free (index_map);
2613   return changed;
2614 }
2615
2616 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2617
2618    Return nonzero if a change was made.  */
2619
2620 static int
2621 one_pre_gcse_pass (void)
2622 {
2623   int changed = 0;
2624
2625   gcse_subst_count = 0;
2626   gcse_create_count = 0;
2627
2628   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2629   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2630       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2631     return 0;
2632
2633   /* We need alias.  */
2634   init_alias_analysis ();
2635
2636   bytes_used = 0;
2637   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2638   alloc_gcse_mem ();
2639
2640   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2641   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2642   if (flag_gcse_lm)
2643     compute_ld_motion_mems ();
2644
2645   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2646   if (flag_gcse_lm)
2647     trim_ld_motion_mems ();
2648   if (dump_file)
2649     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2650
2651   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2652     {
2653       struct edge_list *edge_list;
2654       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
2655       edge_list = compute_pre_data ();
2656       changed |= pre_gcse (edge_list);
2657       free_edge_list (edge_list);
2658       free_pre_mem ();
2659     }
2660
2661   if (flag_gcse_lm)
2662     free_ld_motion_mems ();
2663   remove_fake_exit_edges ();
2664   free_hash_table (&expr_hash_table);
2665
2666   free_gcse_mem ();
2667   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2668
2669   /* We are finished with alias.  */
2670   end_alias_analysis ();
2671
2672   if (dump_file)
2673     {
2674       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2675                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
2676       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2677                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2678     }
2679
2680   return changed;
2681 }
2682 \f
2683 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2684    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2685    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2686    that note, because the following loop optimization pass requires
2687    them.  */
2688
2689 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2690    then we would not need to do this here, because jump would add the
2691    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2692
2693 static void
2694 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2695 {
2696   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2697   int i, j;
2698   const char *fmt;
2699
2700   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2701     {
2702       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2703          avoid flow generating (slightly) worse code.
2704
2705          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2706          mark_jump_label for additional information).  */
2707
2708       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2709          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2710          notes.  */
2711       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2712       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
2713
2714       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2715         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2716
2717       return;
2718     }
2719
2720   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2721     {
2722       if (fmt[i] == 'e')
2723         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2724       else if (fmt[i] == 'E')
2725         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2726           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2727     }
2728 }
2729
2730 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2731
2732 /* Very busy expressions.  */
2733 static sbitmap *hoist_vbein;
2734 static sbitmap *hoist_vbeout;
2735
2736 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2737    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2738    more effective than the tail merging code in jump.c.
2739
2740    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2741    code hoisting.  It would be nice.  */
2742
2743 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2744
2745 static void
2746 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2747 {
2748   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2749   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2750   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2751
2752   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2753   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2754 }
2755
2756 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2757
2758 static void
2759 free_code_hoist_mem (void)
2760 {
2761   sbitmap_vector_free (antloc);
2762   sbitmap_vector_free (transp);
2763   sbitmap_vector_free (comp);
2764
2765   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2766   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2767
2768   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2769 }
2770
2771 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2772
2773    An expression is very busy if all paths from a given point
2774    compute the expression.  */
2775
2776 static void
2777 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2778 {
2779   int changed, passes;
2780   basic_block bb;
2781
2782   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
2783   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
2784
2785   passes = 0;
2786   changed = 1;
2787
2788   while (changed)
2789     {
2790       changed = 0;
2791
2792       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2793          the convergence.  */
2794       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2795         {
2796           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
2797             {
2798               sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2799                                              hoist_vbein, bb->index);
2800
2801               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2802                  in BB and available at its end.  */
2803               sbitmap_a_or_b (hoist_vbeout[bb->index],
2804                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2805             }
2806
2807           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index],
2808                                               antloc[bb->index],
2809                                               hoist_vbeout[bb->index],
2810                                               transp[bb->index]);
2811         }
2812
2813       passes++;
2814     }
2815
2816   if (dump_file)
2817     {
2818       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2819
2820       FOR_EACH_BB (bb)
2821         {
2822           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2823           dump_sbitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2824           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2825           dump_sbitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2826         }
2827     }
2828 }
2829
2830 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2831
2832 static void
2833 compute_code_hoist_data (void)
2834 {
2835   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2836   prune_expressions (false);
2837   compute_code_hoist_vbeinout ();
2838   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2839   if (dump_file)
2840     fprintf (dump_file, "\n");
2841 }
2842
2843 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
2844    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
2845    Stop the search if the expression would need to be moved more
2846    than DISTANCE instructions.
2847
2848    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
2849    to me that the expression must either be computed or transparent in
2850    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
2851    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
2852    the expression wasn't a loop invariant.
2853
2854    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
2855    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
2856    paths.  */
2857
2858 static int
2859 hoist_expr_reaches_here_p (basic_block expr_bb, int expr_index, basic_block bb,
2860                            char *visited, int distance, int *bb_size)
2861 {
2862   edge pred;
2863   edge_iterator ei;
2864   int visited_allocated_locally = 0;
2865
2866   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
2867      is exhausted.  */
2868   if (distance > 0)
2869     {
2870       distance -= bb_size[bb->index];
2871
2872       if (distance <= 0)
2873         return 0;
2874     }
2875   else
2876     gcc_assert (distance == 0);
2877
2878   if (visited == NULL)
2879     {
2880       visited_allocated_locally = 1;
2881       visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
2882     }
2883
2884   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2885     {
2886       basic_block pred_bb = pred->src;
2887
2888       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
2889         break;
2890       else if (pred_bb == expr_bb)
2891         continue;
2892       else if (visited[pred_bb->index])
2893         continue;
2894
2895       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
2896         break;
2897
2898       /* Not killed.  */
2899       else
2900         {
2901           visited[pred_bb->index] = 1;
2902           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, pred_bb,
2903                                            visited, distance, bb_size))
2904             break;
2905         }
2906     }
2907   if (visited_allocated_locally)
2908     free (visited);
2909
2910   return (pred == NULL);
2911 }
2912 \f
2913 /* Find occurence in BB.  */
2914
2915 static struct occr *
2916 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
2917 {
2918   /* Find the right occurrence of this expression.  */
2919   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
2920     occr = occr->next;
2921
2922   return occr;
2923 }
2924
2925 /* Actually perform code hoisting.  */
2926
2927 static int
2928 hoist_code (void)
2929 {
2930   basic_block bb, dominated;
2931   VEC (basic_block, heap) *dom_tree_walk;
2932   unsigned int dom_tree_walk_index;
2933   VEC (basic_block, heap) *domby;
2934   unsigned int i,j;
2935   struct expr **index_map;
2936   struct expr *expr;
2937   int *to_bb_head;
2938   int *bb_size;
2939   int changed = 0;
2940
2941   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2942      hash table entry.  */
2943
2944   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
2945   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2946     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2947       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2948
2949   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
2950      each instruction is from the start of its block.  We then use this
2951      data to restrict distance an expression can travel.  */
2952
2953   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
2954   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block);
2955
2956   FOR_EACH_BB (bb)
2957     {
2958       rtx insn;
2959       int to_head;
2960
2961       to_head = 0;
2962       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2963         {
2964           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
2965              decision choices.  */
2966           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
2967             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
2968         }
2969
2970       bb_size[bb->index] = to_head;
2971     }
2972
2973   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR->succs) == 1
2974               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR, 0)->dest
2975                   == ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb));
2976
2977   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
2978                                             ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb);
2979
2980   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
2981      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
2982   FOR_EACH_VEC_ELT (basic_block, dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
2983     {
2984       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
2985
2986       if (VEC_length (basic_block, domby) == 0)
2987         continue;
2988
2989       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
2990          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
2991       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
2992         {
2993           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
2994             {
2995               /* Current expression.  */
2996               struct expr *expr = index_map[i];
2997               /* Number of occurences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
2998               int hoistable = 0;
2999               /* Basic blocks that have occurences reachable from BB.  */
3000               bitmap_head _from_bbs, *from_bbs = &_from_bbs;
3001               /* Occurences reachable from BB.  */
3002               VEC (occr_t, heap) *occrs_to_hoist = NULL;
3003               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3004                  note when we've inserted it.  */
3005               int insn_inserted_p;
3006               occr_t occr;
3007
3008               bitmap_initialize (from_bbs, 0);
3009
3010               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3011                  BB, hoist all occurences dominated by BB to BB.  */
3012               if (TEST_BIT (comp[bb->index], i))
3013                 {
3014                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3015
3016                   if (occr)
3017                     {
3018                       /* An occurence might've been already deleted
3019                          while processing a dominator of BB.  */
3020                       if (!occr->deleted_p)
3021                         {
3022                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3023                           hoistable++;
3024                         }
3025                     }
3026                   else
3027                     hoistable++;
3028                 }
3029
3030               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3031                  we look at every block BB dominates to see if it
3032                  computes the expression.  */
3033               FOR_EACH_VEC_ELT (basic_block, domby, j, dominated)
3034                 {
3035                   int max_distance;
3036
3037                   /* Ignore self dominance.  */
3038                   if (bb == dominated)
3039                     continue;
3040                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3041                      the busy expression and whether or not moving that
3042                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3043                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
3044                     continue;
3045
3046                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3047                   gcc_assert (occr);
3048
3049                   /* An occurence might've been already deleted
3050                      while processing a dominator of BB.  */
3051                   if (occr->deleted_p)
3052                     continue;
3053                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3054
3055                   max_distance = expr->max_distance;
3056                   if (max_distance > 0)
3057                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3058                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3059                        only part of it.  */
3060                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3061                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3062
3063                   /* Note if the expression would reach the dominated block
3064                      unimpared if it was placed at the end of BB.
3065
3066                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3067                      from a dominated block into BB.  */
3068                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL,
3069                                                  max_distance, bb_size))
3070                     {
3071                       hoistable++;
3072                       VEC_safe_push (occr_t, heap,
3073                                      occrs_to_hoist, occr);
3074                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3075                     }
3076                 }
3077
3078               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3079                  expression, then note it in the vector of expressions to
3080                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3081                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3082                  allocation.  One could increase this value to try harder
3083                  to avoid any possible code expansion due to register
3084                  allocation issues; however experiments have shown that
3085                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3086                  from two successors, so raising this threshold is likely
3087                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3088               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3089                 {
3090                   /* If (hoistable != VEC_length), then there is
3091                      an occurence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3092                      time looking for LCA in this case.  */
3093                   if ((unsigned) hoistable
3094                       == VEC_length (occr_t, occrs_to_hoist))
3095                     {
3096                       basic_block lca;
3097
3098                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3099                                                               from_bbs);
3100                       if (lca != bb)
3101                         /* Punt, it's better to hoist these occurences to
3102                            LCA.  */
3103                         VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
3104                     }
3105                 }
3106               else
3107                 /* Punt, no point hoisting a single occurence.  */
3108                 VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
3109
3110               insn_inserted_p = 0;
3111
3112               /* Walk through occurences of I'th expressions we want
3113                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3114               FOR_EACH_VEC_ELT (occr_t, occrs_to_hoist, j, occr)
3115                 {
3116                   rtx insn;
3117                   rtx set;
3118
3119                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3120
3121                   insn = occr->insn;
3122                   set = single_set (insn);
3123                   gcc_assert (set);
3124
3125                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3126                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3127                      from the mode of the original destination pseudo.
3128
3129                      It is important to use new pseudos whenever we
3130                      emit a set.  This will allow reload to use
3131                      rematerialization for such registers.  */
3132                   if (!insn_inserted_p)
3133                     expr->reaching_reg
3134                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3135
3136                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3137                                         insn);
3138                   delete_insn (insn);
3139                   occr->deleted_p = 1;
3140                   changed = 1;
3141                   gcse_subst_count++;
3142
3143                   if (!insn_inserted_p)
3144                     {
3145                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3146                       insn_inserted_p = 1;
3147                     }
3148                 }
3149
3150               VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
3151               bitmap_clear (from_bbs);
3152             }
3153         }
3154       VEC_free (basic_block, heap, domby);
3155     }
3156
3157   VEC_free (basic_block, heap, dom_tree_walk);
3158   free (bb_size);
3159   free (to_bb_head);
3160   free (index_map);
3161
3162   return changed;
3163 }
3164
3165 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3166
3167    Return nonzero if a change was made.  */
3168
3169 static int
3170 one_code_hoisting_pass (void)
3171 {
3172   int changed = 0;
3173
3174   gcse_subst_count = 0;
3175   gcse_create_count = 0;
3176
3177   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3178   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3179       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3180     return 0;
3181
3182   doing_code_hoisting_p = true;
3183
3184   /* We need alias.  */
3185   init_alias_analysis ();
3186
3187   bytes_used = 0;
3188   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3189   alloc_gcse_mem ();
3190
3191   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3192   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3193   if (dump_file)
3194     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3195
3196   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3197     {
3198       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
3199       compute_code_hoist_data ();
3200       changed = hoist_code ();
3201       free_code_hoist_mem ();
3202     }
3203
3204   free_hash_table (&expr_hash_table);
3205   free_gcse_mem ();
3206   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3207
3208   /* We are finished with alias.  */
3209   end_alias_analysis ();
3210
3211   if (dump_file)
3212     {
3213       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3214                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
3215       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3216                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3217     }
3218
3219   doing_code_hoisting_p = false;
3220
3221   return changed;
3222 }
3223 \f
3224 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3225     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3226     move a load when it is killed only by a store to itself.
3227
3228             int i;
3229             float a[10];
3230
3231             void foo(float scale)
3232             {
3233               for (i=0; i<10; i++)
3234                 a[i] *= scale;
3235             }
3236
3237     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3238     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3239     of the loop.
3240
3241       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3242     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3243     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3244
3245       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3246     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3247     in the loop.  */
3248
3249 static hashval_t
3250 pre_ldst_expr_hash (const void *p)
3251 {
3252   int do_not_record_p = 0;
3253   const struct ls_expr *const x = (const struct ls_expr *) p;
3254   return
3255     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
3256 }
3257
3258 static int
3259 pre_ldst_expr_eq (const void *p1, const void *p2)
3260 {
3261   const struct ls_expr *const ptr1 = (const struct ls_expr *) p1,
3262     *const ptr2 = (const struct ls_expr *) p2;
3263   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
3264 }
3265
3266 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3267    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3268
3269 static struct ls_expr *
3270 ldst_entry (rtx x)
3271 {
3272   int do_not_record_p = 0;
3273   struct ls_expr * ptr;
3274   unsigned int hash;
3275   void **slot;
3276   struct ls_expr e;
3277
3278   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3279                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3280
3281   e.pattern = x;
3282   slot = htab_find_slot_with_hash (pre_ldst_table, &e, hash, INSERT);
3283   if (*slot)
3284     return (struct ls_expr *)*slot;
3285
3286   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3287
3288   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3289   ptr->expr         = NULL;
3290   ptr->pattern      = x;
3291   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3292   ptr->loads        = NULL_RTX;
3293   ptr->stores       = NULL_RTX;
3294   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3295   ptr->invalid      = 0;
3296   ptr->index        = 0;
3297   ptr->hash_index   = hash;
3298   pre_ldst_mems     = ptr;
3299   *slot = ptr;
3300
3301   return ptr;
3302 }
3303
3304 /* Free up an individual ldst entry.  */
3305
3306 static void
3307 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3308 {
3309   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3310   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3311
3312   free (ptr);
3313 }
3314
3315 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3316
3317 static void
3318 free_ld_motion_mems (void)
3319 {
3320   if (pre_ldst_table)
3321     htab_delete (pre_ldst_table);
3322   pre_ldst_table = NULL;
3323
3324   while (pre_ldst_mems)
3325     {
3326       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3327
3328       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3329
3330       free_ldst_entry (tmp);
3331     }
3332
3333   pre_ldst_mems = NULL;
3334 }
3335
3336 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3337
3338 static void
3339 print_ldst_list (FILE * file)
3340 {
3341   struct ls_expr * ptr;
3342
3343   fprintf (file, "LDST list: \n");
3344
3345   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3346     {
3347       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3348
3349       print_rtl (file, ptr->pattern);
3350
3351       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3352
3353       if (ptr->loads)
3354         print_rtl (file, ptr->loads);
3355       else
3356         fprintf (file, "(nil)");
3357
3358       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3359
3360       if (ptr->stores)
3361         print_rtl (file, ptr->stores);
3362       else
3363         fprintf (file, "(nil)");
3364
3365       fprintf (file, "\n\n");
3366     }
3367
3368   fprintf (file, "\n");
3369 }
3370
3371 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3372
3373 static struct ls_expr *
3374 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3375 {
3376   struct ls_expr e;
3377   void **slot;
3378   if (!pre_ldst_table)
3379     return NULL;
3380   e.pattern = x;
3381   slot = htab_find_slot (pre_ldst_table, &e, NO_INSERT);
3382   if (!slot || ((struct ls_expr *)*slot)->invalid)
3383     return NULL;
3384   return (struct ls_expr *) *slot;
3385 }
3386 \f
3387 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3388
3389 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3390    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3391    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3392
3393 static int
3394 simple_mem (const_rtx x)
3395 {
3396   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3397     return 0;
3398
3399   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3400     return 0;
3401
3402   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3403      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3404      continue.  */
3405   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3406     return 0;
3407
3408   if (side_effects_p (x))
3409     return 0;
3410
3411   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3412   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3413     return 0;
3414
3415   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3416     return 0;
3417
3418   return 1;
3419 }
3420
3421 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3422    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3423    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3424    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3425    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3426    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3427    fix it up.  */
3428
3429 static void
3430 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3431 {
3432   const char * fmt;
3433   int i, j;
3434   struct ls_expr * ptr;
3435
3436   /* Invalidate it in the list.  */
3437   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3438     {
3439       ptr = ldst_entry (x);
3440       ptr->invalid = 1;
3441     }
3442
3443   /* Recursively process the insn.  */
3444   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3445
3446   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3447     {
3448       if (fmt[i] == 'e')
3449         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3450       else if (fmt[i] == 'E')
3451         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3452           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3453     }
3454 }
3455
3456 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3457    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3458    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3459    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3460    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3461    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3462    later.  */
3463
3464 static void
3465 compute_ld_motion_mems (void)
3466 {
3467   struct ls_expr * ptr;
3468   basic_block bb;
3469   rtx insn;
3470
3471   pre_ldst_mems = NULL;
3472   pre_ldst_table
3473     = htab_create (13, pre_ldst_expr_hash, pre_ldst_expr_eq, NULL);
3474
3475   FOR_EACH_BB (bb)
3476     {
3477       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3478         {
3479           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3480             {
3481               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3482                 {
3483                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3484                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3485
3486                   /* Check for a simple LOAD...  */
3487                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3488                     {
3489                       ptr = ldst_entry (src);
3490                       if (REG_P (dest))
3491                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3492                       else
3493                         ptr->invalid = 1;
3494                     }
3495                   else
3496                     {
3497                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3498                       invalidate_any_buried_refs (src);
3499                     }
3500
3501                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3502                      will block any movement we might do later. We only care
3503                      about this exact pattern since those are the only
3504                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3505                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3506                     {
3507                       ptr = ldst_entry (dest);
3508
3509                       if (! MEM_P (src)
3510                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
3511                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
3512                              returns 0 for all REGs.  */
3513                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
3514                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
3515                       else
3516                         ptr->invalid = 1;
3517                     }
3518                 }
3519               else
3520                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
3521             }
3522         }
3523     }
3524 }
3525
3526 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
3527    expression list for pre gcse.  */
3528
3529 static void
3530 trim_ld_motion_mems (void)
3531 {
3532   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
3533   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
3534
3535   while (ptr != NULL)
3536     {
3537       struct expr * expr;
3538
3539       /* Delete if entry has been made invalid.  */
3540       if (! ptr->invalid)
3541         {
3542           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
3543           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
3544
3545           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
3546                expr != NULL;
3547                expr = expr->next_same_hash)
3548             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
3549               break;
3550         }
3551       else
3552         expr = (struct expr *) 0;
3553
3554       if (expr)
3555         {
3556           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
3557           ptr->expr = expr;
3558           last = & ptr->next;
3559           ptr = ptr->next;
3560         }
3561       else
3562         {
3563           *last = ptr->next;
3564           htab_remove_elt_with_hash (pre_ldst_table, ptr, ptr->hash_index);
3565           free_ldst_entry (ptr);
3566           ptr = * last;
3567         }
3568     }
3569
3570   /* Show the world what we've found.  */
3571   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
3572     print_ldst_list (dump_file);
3573 }
3574
3575 /* This routine will take an expression which we are replacing with
3576    a reaching register, and update any stores that are needed if
3577    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
3578    copying their SRC to the reaching register, and then storing
3579    the reaching register into the store location. These keeps the
3580    correct value in the reaching register for the loads.  */
3581
3582 static void
3583 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
3584 {
3585   struct ls_expr * mem_ptr;
3586
3587   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
3588     {
3589       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
3590          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
3591          dead and should be eliminated later.  */
3592
3593       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
3594          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
3595          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
3596          (set reg expr) in that insn.  */
3597       rtx list = mem_ptr->stores;
3598
3599       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
3600         {
3601           rtx insn = XEXP (list, 0);
3602           rtx pat = PATTERN (insn);
3603           rtx src = SET_SRC (pat);
3604           rtx reg = expr->reaching_reg;
3605           rtx copy;
3606
3607           /* If we've already copied it, continue.  */
3608           if (expr->reaching_reg == src)
3609             continue;
3610
3611           if (dump_file)
3612             {
3613               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
3614               print_rtl (dump_file, reg);
3615               fprintf (dump_file, ":\n  ");
3616               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
3617               fprintf (dump_file, "\n");
3618             }
3619
3620           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
3621           emit_insn_before (copy, insn);
3622           SET_SRC (pat) = reg;
3623           df_insn_rescan (insn);
3624
3625           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
3626           INSN_CODE (insn) = -1;
3627           gcse_create_count++;
3628         }
3629     }
3630 }
3631 \f
3632 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
3633    optimization about to be performed.  */
3634
3635 static bool
3636 is_too_expensive (const char *pass)
3637 {
3638   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
3639      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
3640      particularly useful.
3641
3642      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
3643      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
3644      which have a couple switch statements.  Rather than simply
3645      threshold the number of blocks, uses something with a more
3646      graceful degradation.  */
3647   if (n_edges > 20000 + n_basic_blocks * 4)
3648     {
3649       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
3650                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
3651                pass, n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
3652
3653       return true;
3654     }
3655
3656   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
3657      storage it's better just to disable the optimization.  */
3658   if ((n_basic_blocks
3659        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
3660        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
3661     {
3662       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
3663                "%s: %d basic blocks and %d registers",
3664                pass, n_basic_blocks, max_reg_num ());
3665
3666       return true;
3667     }
3668
3669   return false;
3670 }
3671 \f
3672 /* All the passes implemented in this file.  Each pass has its
3673    own gate and execute function, and at the end of the file a
3674    pass definition for passes.c.
3675
3676    We do not construct an accurate cfg in functions which call
3677    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
3678    setjmp.
3679    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
3680
3681 static bool
3682 gate_rtl_pre (void)
3683 {
3684   return optimize > 0 && flag_gcse
3685     && !cfun->calls_setjmp
3686     && optimize_function_for_speed_p (cfun)
3687     && dbg_cnt (pre);
3688 }
3689
3690 static unsigned int
3691 execute_rtl_pre (void)
3692 {
3693   int changed;
3694   delete_unreachable_blocks ();
3695   df_analyze ();
3696   changed = one_pre_gcse_pass ();
3697   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
3698   if (changed)
3699     cleanup_cfg (0);
3700   return 0;
3701 }
3702
3703 static bool
3704 gate_rtl_hoist (void)
3705 {
3706   return optimize > 0 && flag_gcse
3707     && !cfun->calls_setjmp
3708     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
3709        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
3710        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
3711     && optimize_function_for_size_p (cfun)
3712     && dbg_cnt (hoist);
3713 }
3714
3715 static unsigned int
3716 execute_rtl_hoist (void)
3717 {
3718   int changed;
3719   delete_unreachable_blocks ();
3720   df_analyze ();
3721   changed = one_code_hoisting_pass ();
3722   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
3723   if (changed)
3724     cleanup_cfg (0);
3725   return 0;
3726 }
3727
3728 struct rtl_opt_pass pass_rtl_pre =
3729 {
3730  {
3731   RTL_PASS,
3732   "rtl pre",                            /* name */
3733   gate_rtl_pre,                         /* gate */
3734   execute_rtl_pre,                      /* execute */
3735   NULL,                                 /* sub */
3736   NULL,                                 /* next */
3737   0,                                    /* static_pass_number */
3738   TV_PRE,                               /* tv_id */
3739   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
3740   0,                                    /* properties_provided */
3741   0,                                    /* properties_destroyed */
3742   0,                                    /* todo_flags_start */
3743   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
3744   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
3745  }
3746 };
3747
3748 struct rtl_opt_pass pass_rtl_hoist =
3749 {
3750  {
3751   RTL_PASS,
3752   "hoist",                              /* name */
3753   gate_rtl_hoist,                       /* gate */
3754   execute_rtl_hoist,                    /* execute */
3755   NULL,                                 /* sub */
3756   NULL,                                 /* next */
3757   0,                                    /* static_pass_number */
3758   TV_HOIST,                             /* tv_id */
3759   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
3760   0,                                    /* properties_provided */
3761   0,                                    /* properties_destroyed */
3762   0,                                    /* todo_flags_start */
3763   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
3764   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
3765  }
3766 };
3767
3768 #include "gt-gcse.h"