OSDN Git Service

gcc:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
4    2006, 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* TODO
23    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
24    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
25      calc of how many regs are available in each class and use that to
26      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
27    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
28      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
29      allows more load motion, particularly out of loops.
30
31 */
32
33 /* References searched while implementing this.
34
35    Compilers Principles, Techniques and Tools
36    Aho, Sethi, Ullman
37    Addison-Wesley, 1988
38
39    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
40    E. Morel, C. Renvoise
41    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
42
43    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
44    Frederick Chow
45    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
46
47    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
48    D.M. Dhamdhere
49    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
50
51    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
52    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
53    K-H Drechsler, M.P. Stadel
54    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
55
56    Practical Adaptation of the Global Optimization
57    Algorithm of Morel and Renvoise
58    D.M. Dhamdhere
59    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
60
61    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
62    Dependence Graph
63    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
64    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
65
66    Lazy Code Motion
67    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
68    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
69
70    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
71    Time for Reducible Flow Control
72    Thomas Ball
73    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
74    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
75
76    An Efficient Representation for Sparse Sets
77    Preston Briggs, Linda Torczon
78    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
79    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
80
81    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
82    K-H Drechsler, M.P. Stadel
83    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
84
85    Partial Dead Code Elimination
86    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
88
89    Effective Partial Redundancy Elimination
90    P. Briggs, K.D. Cooper
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
94    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    Optimal Code Motion: Theory and Practice
98    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
99    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
100
101    The power of assignment motion
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
104
105    Global code motion / global value numbering
106    C. Click
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Value Driven Redundancy Elimination
110    L.T. Simpson
111    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
112
113    Value Numbering
114    L.T. Simpson
115    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
116
117    High Performance Compilers for Parallel Computing
118    Michael Wolfe
119    Addison-Wesley, 1996
120
121    Advanced Compiler Design and Implementation
122    Steven Muchnick
123    Morgan Kaufmann, 1997
124
125    Building an Optimizing Compiler
126    Robert Morgan
127    Digital Press, 1998
128
129    People wishing to speed up the code here should read:
130      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
131      B.G. Ryder, M.C. Paull
132      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
133
134      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
135      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
136      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
137
138    People wishing to do something different can find various possibilities
139    in the above papers and elsewhere.
140 */
141
142 #include "config.h"
143 #include "system.h"
144 #include "coretypes.h"
145 #include "tm.h"
146 #include "toplev.h"
147
148 #include "rtl.h"
149 #include "tree.h"
150 #include "tm_p.h"
151 #include "regs.h"
152 #include "hard-reg-set.h"
153 #include "flags.h"
154 #include "insn-config.h"
155 #include "recog.h"
156 #include "basic-block.h"
157 #include "output.h"
158 #include "function.h"
159 #include "expr.h"
160 #include "except.h"
161 #include "ggc.h"
162 #include "params.h"
163 #include "cselib.h"
164 #include "intl.h"
165 #include "obstack.h"
166 #include "timevar.h"
167 #include "tree-pass.h"
168 #include "hashtab.h"
169 #include "df.h"
170 #include "dbgcnt.h"
171 #include "target.h"
172
173 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
174    are a superset of those done by classic GCSE.
175
176    We perform the following steps:
177
178    1) Compute table of places where registers are set.
179
180    2) Perform copy/constant propagation.
181
182    3) Perform global cse using lazy code motion if not optimizing
183       for size, or code hoisting if we are.
184
185    4) Perform another pass of copy/constant propagation.  Try to bypass
186       conditional jumps if the condition can be computed from a value of
187       an incoming edge.
188
189    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
190    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
191    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
192    GCSE will try to use an existing register containing the common
193    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
194    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
195
196    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
197    (set (pseudo-reg) (expression)).
198    Function want_to_gcse_p says what these are.
199
200    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
201    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
202    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
203    high part and a low part).
204
205    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
206    partially redundant).
207
208    **********************
209
210    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
211    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
212    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
213    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
214    the expense.
215
216    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
217    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
218    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
219    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
220
221    It was found doing copy propagation between each pass enables further
222    substitutions.
223
224    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
225    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
226    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
227    at the time when the study was conducted.
228
229    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
230    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
231
232    **********************
233
234    The steps for PRE are:
235
236    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
237
238    2) Perform the data flow analysis for PRE.
239
240    3) Delete the redundant instructions
241
242    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
243       redundant instructions fully redundant.
244
245    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
246       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
247
248    The deletion is done first so that when we do insertions we
249    know which pseudo reg to use.
250
251    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
252    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
253    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
254
255    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
256    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
257    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
258    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
259    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
260    each register in each block and thus can try to use an existing
261    register.  */
262 \f
263 /* GCSE global vars.  */
264
265 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
266 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
267
268 /* An obstack for our working variables.  */
269 static struct obstack gcse_obstack;
270
271 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
272
273 /* Hash table of expressions.  */
274
275 struct expr
276 {
277   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
278   rtx expr;
279   /* Index in the available expression bitmaps.  */
280   int bitmap_index;
281   /* Next entry with the same hash.  */
282   struct expr *next_same_hash;
283   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
284      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
285      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
286      to the occurrence and the output is not used between the start of
287      the block and the occurrence.  */
288   struct occr *antic_occr;
289   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
290      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
291      basic block and the operands are not modified by following statements in
292      the basic block [including this insn].  */
293   struct occr *avail_occr;
294   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
295      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
296      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
297   rtx reaching_reg;
298 };
299
300 /* Occurrence of an expression.
301    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
302    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
303
304 struct occr
305 {
306   /* Next occurrence of this expression.  */
307   struct occr *next;
308   /* The insn that computes the expression.  */
309   rtx insn;
310   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
311   char deleted_p;
312   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
313      reaching_reg.  */
314   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
315      the same byte.  */
316   char copied_p;
317 };
318
319 /* Expression and copy propagation hash tables.
320    Each hash table is an array of buckets.
321    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
322    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
323    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
324    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
325    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
326    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
327
328 struct hash_table_d
329 {
330   /* The table itself.
331      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
332   struct expr **table;
333
334   /* Size of the hash table, in elements.  */
335   unsigned int size;
336
337   /* Number of hash table elements.  */
338   unsigned int n_elems;
339
340   /* Whether the table is expression of copy propagation one.  */
341   int set_p;
342 };
343
344 /* Expression hash table.  */
345 static struct hash_table_d expr_hash_table;
346
347 /* Copy propagation hash table.  */
348 static struct hash_table_d set_hash_table;
349
350 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
351    or store motion.
352    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
353    anything except itself. (i.e., loads and stores to a single location).
354    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
355    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
356    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
357    no side effects so we can re-issue the setter value.
358    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
359    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
360
361 struct ls_expr
362 {
363   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
364   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
365   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
366   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
367   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
368   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
369   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
370   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
371   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
372   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
373 };
374
375 /* Array of implicit set patterns indexed by basic block index.  */
376 static rtx *implicit_sets;
377
378 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
379 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
380
381 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
382 static htab_t pre_ldst_table = NULL;
383
384 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
385    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
386    the start of the basic block.  */
387 static regset reg_set_bitmap;
388
389 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
390    memory within that block.  */
391 static rtx * modify_mem_list;
392 static bitmap modify_mem_list_set;
393
394 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
395 static rtx * canon_modify_mem_list;
396
397 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
398    function calls.  */
399 static bitmap blocks_with_calls;
400
401 /* Various variables for statistics gathering.  */
402
403 /* Memory used in a pass.
404    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
405    to keep an eye on memory usage.  */
406 static int bytes_used;
407
408 /* GCSE substitutions made.  */
409 static int gcse_subst_count;
410 /* Number of copy instructions created.  */
411 static int gcse_create_count;
412 /* Number of local constants propagated.  */
413 static int local_const_prop_count;
414 /* Number of local copies propagated.  */
415 static int local_copy_prop_count;
416 /* Number of global constants propagated.  */
417 static int global_const_prop_count;
418 /* Number of global copies propagated.  */
419 static int global_copy_prop_count;
420 \f
421 /* For available exprs */
422 static sbitmap *ae_kill;
423 \f
424 static void compute_can_copy (void);
425 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
426 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
427 static void *gcse_alloc (unsigned long);
428 static void alloc_gcse_mem (void);
429 static void free_gcse_mem (void);
430 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
431 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
432 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
433 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
434 static int want_to_gcse_p (rtx);
435 static bool gcse_constant_p (const_rtx);
436 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
437 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
438 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
439 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int,
440                                   struct hash_table_d *);
441 static void insert_set_in_table (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
442 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
443 static unsigned int hash_set (int, int);
444 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
445 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
446 static void record_last_mem_set_info (rtx);
447 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
448 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
449 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *, int);
450 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
451 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
452 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
453 static struct expr *lookup_set (unsigned int, struct hash_table_d *);
454 static struct expr *next_set (unsigned int, struct expr *);
455 static void reset_opr_set_tables (void);
456 static int oprs_not_set_p (const_rtx, const_rtx);
457 static void mark_call (rtx);
458 static void mark_set (rtx, rtx);
459 static void mark_clobber (rtx, rtx);
460 static void mark_oprs_set (rtx);
461 static void alloc_cprop_mem (int, int);
462 static void free_cprop_mem (void);
463 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *, int);
464 static void compute_transpout (void);
465 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
466                                       struct hash_table_d *);
467 static void compute_cprop_data (void);
468 static void find_used_regs (rtx *, void *);
469 static int try_replace_reg (rtx, rtx, rtx);
470 static struct expr *find_avail_set (int, rtx);
471 static int cprop_jump (basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx);
472 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
473 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
474 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
475 static int cprop_insn (rtx);
476 static void find_implicit_sets (void);
477 static int one_cprop_pass (void);
478 static bool constprop_register (rtx, rtx, rtx);
479 static struct expr *find_bypass_set (int, int);
480 static bool reg_killed_on_edge (const_rtx, const_edge);
481 static int bypass_block (basic_block, rtx, rtx);
482 static int bypass_conditional_jumps (void);
483 static void alloc_pre_mem (int, int);
484 static void free_pre_mem (void);
485 static void compute_pre_data (void);
486 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
487                                     basic_block);
488 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block, int);
489 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
490 static void pre_insert_copies (void);
491 static int pre_delete (void);
492 static int pre_gcse (void);
493 static int one_pre_gcse_pass (void);
494 static void add_label_notes (rtx, rtx);
495 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
496 static void free_code_hoist_mem (void);
497 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
498 static void compute_code_hoist_data (void);
499 static int hoist_expr_reaches_here_p (basic_block, int, basic_block, char *);
500 static int hoist_code (void);
501 static int one_code_hoisting_pass (void);
502 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
503 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
504 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
505                                          basic_block, char *);
506 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
507 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
508 static void free_ldst_mems (void);
509 static void print_ldst_list (FILE *);
510 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
511 static inline struct ls_expr * first_ls_expr (void);
512 static inline struct ls_expr * next_ls_expr (struct ls_expr *);
513 static int simple_mem (const_rtx);
514 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
515 static void compute_ld_motion_mems (void);
516 static void trim_ld_motion_mems (void);
517 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
518 static void free_insn_expr_list_list (rtx *);
519 static void clear_modify_mem_tables (void);
520 static void free_modify_mem_tables (void);
521 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
522 static void local_cprop_find_used_regs (rtx *, void *);
523 static bool do_local_cprop (rtx, rtx);
524 static int local_cprop_pass (void);
525 static bool is_too_expensive (const char *);
526
527 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
528 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
529
530 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
531 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
532
533 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
534 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
535
536 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
537 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
538 \f
539 /* Misc. utilities.  */
540
541 /* Nonzero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
542    This is trivially true for integer and floating point values.
543    It may or may not be true for condition codes.  */
544 static char can_copy[(int) NUM_MACHINE_MODES];
545
546 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
547
548 static void
549 compute_can_copy (void)
550 {
551   int i;
552 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
553   rtx reg, insn;
554 #endif
555   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
556
557   start_sequence ();
558   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
559     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
560       {
561 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
562         can_copy[i] = 0;
563 #else
564         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
565         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
566         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
567           can_copy[i] = 1;
568 #endif
569       }
570     else
571       can_copy[i] = 1;
572
573   end_sequence ();
574 }
575
576 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
577
578 bool
579 can_copy_p (enum machine_mode mode)
580 {
581   static bool can_copy_init_p = false;
582
583   if (! can_copy_init_p)
584     {
585       compute_can_copy ();
586       can_copy_init_p = true;
587     }
588
589   return can_copy[mode] != 0;
590 }
591
592 \f
593 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
594
595 static void *
596 gmalloc (size_t size)
597 {
598   bytes_used += size;
599   return xmalloc (size);
600 }
601
602 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
603
604 static void *
605 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
606 {
607   bytes_used += nelem * elsize;
608   return xcalloc (nelem, elsize);
609 }
610
611 /* Cover function to obstack_alloc.  */
612
613 static void *
614 gcse_alloc (unsigned long size)
615 {
616   bytes_used += size;
617   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
618 }
619
620 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
621    This is called at the start of each pass.  */
622
623 static void
624 alloc_gcse_mem (void)
625 {
626   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
627   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
628
629   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
630      basic block.  */
631   modify_mem_list = GCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
632   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
633   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
634   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
635 }
636
637 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
638
639 static void
640 free_gcse_mem (void)
641 {
642   free_modify_mem_tables ();
643   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
644   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
645 }
646 \f
647 /* Compute the local properties of each recorded expression.
648
649    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
650    other blocks.
651
652    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
653    in the block.
654
655    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
656    at least once and expression would contain the same value if the
657    computation was moved to the end of the block.
658
659    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
660    least once and expression would contain the same value if the computation
661    was moved to the beginning of the block.
662
663    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
664    basically the same information and thus can easily share this code.
665
666    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
667    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
668    particular property.
669
670    TABLE controls which hash table to look at.  If it is  set hash table,
671    additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
672    ABSALTERED.  */
673
674 static void
675 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
676                           struct hash_table_d *table)
677 {
678   unsigned int i;
679
680   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
681   if (transp)
682     {
683       if (table->set_p)
684         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
685       else
686         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
687     }
688
689   if (comp)
690     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
691   if (antloc)
692     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
693
694   for (i = 0; i < table->size; i++)
695     {
696       struct expr *expr;
697
698       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
699         {
700           int indx = expr->bitmap_index;
701           struct occr *occr;
702
703           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
704              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
705              then reset the bits for those that are.  */
706           if (transp)
707             compute_transp (expr->expr, indx, transp, table->set_p);
708
709           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
710              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
711           if (antloc)
712             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
713               {
714                 SET_BIT (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
715
716                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
717                    initialize this.  */
718                 occr->deleted_p = 0;
719               }
720
721           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
722              we want to set to nonzero in COMP.  */
723           if (comp)
724             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
725               {
726                 SET_BIT (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
727
728                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
729                    initialize this.  */
730                 occr->copied_p = 0;
731               }
732
733           /* While we're scanning the table, this is a good place to
734              initialize this.  */
735           expr->reaching_reg = 0;
736         }
737     }
738 }
739 \f
740 /* Hash table support.  */
741
742 struct reg_avail_info
743 {
744   basic_block last_bb;
745   int first_set;
746   int last_set;
747 };
748
749 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
750 static basic_block current_bb;
751
752
753 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
754    GCSE.  */
755
756 static int
757 want_to_gcse_p (rtx x)
758 {
759 #ifdef STACK_REGS
760   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
761      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
762      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
763   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
764     x = avoid_constant_pool_reference (x);
765 #endif
766
767   switch (GET_CODE (x))
768     {
769     case REG:
770     case SUBREG:
771     case CONST_INT:
772     case CONST_DOUBLE:
773     case CONST_FIXED:
774     case CONST_VECTOR:
775     case CALL:
776       return 0;
777
778     default:
779       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
780     }
781 }
782
783 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
784
785 static GTY(()) rtx test_insn;
786
787 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
788    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
789    side-effect.
790
791    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
792    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
793    has hidden side-effects we don't want to mess with.
794
795    This function is typically used by code motion passes, to verify
796    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
797    maybe live hard regs.  */
798
799 bool
800 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
801 {
802   int num_clobbers = 0;
803   int icode;
804
805   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
806   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
807     return 1;
808   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
809     return 0;
810
811   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
812      our test insn if we haven't already.  */
813   if (test_insn == 0)
814     {
815       test_insn
816         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
817                                       gen_rtx_REG (word_mode,
818                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
819                                       const0_rtx));
820       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
821     }
822
823   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
824      valid.  */
825   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
826   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
827
828   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
829   if (icode < 0)
830     return false;
831
832   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
833     return false;
834
835   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
836     return false;
837
838   return true;
839 }
840
841 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
842    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
843    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
844
845 static int
846 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
847 {
848   int i, j;
849   enum rtx_code code;
850   const char *fmt;
851
852   if (x == 0)
853     return 1;
854
855   code = GET_CODE (x);
856   switch (code)
857     {
858     case REG:
859       {
860         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
861
862         if (info->last_bb != current_bb)
863           return 1;
864         if (avail_p)
865           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
866         else
867           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
868       }
869
870     case MEM:
871       if (load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
872                                   x, avail_p))
873         return 0;
874       else
875         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
876
877     case PRE_DEC:
878     case PRE_INC:
879     case POST_DEC:
880     case POST_INC:
881     case PRE_MODIFY:
882     case POST_MODIFY:
883       return 0;
884
885     case PC:
886     case CC0: /*FIXME*/
887     case CONST:
888     case CONST_INT:
889     case CONST_DOUBLE:
890     case CONST_FIXED:
891     case CONST_VECTOR:
892     case SYMBOL_REF:
893     case LABEL_REF:
894     case ADDR_VEC:
895     case ADDR_DIFF_VEC:
896       return 1;
897
898     default:
899       break;
900     }
901
902   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
903     {
904       if (fmt[i] == 'e')
905         {
906           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
907              level, change it into iteration.  This function is called enough
908              to be worth it.  */
909           if (i == 0)
910             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
911
912           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
913             return 0;
914         }
915       else if (fmt[i] == 'E')
916         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
917           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
918             return 0;
919     }
920
921   return 1;
922 }
923
924 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
925    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
926    conflict between two memory references.  */
927 static int gcse_mems_conflict_p;
928
929 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
930    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
931    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
932    this memory load.  */
933 static const_rtx gcse_mem_operand;
934
935 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
936    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
937    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
938
939 static void
940 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
941                           void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
942 {
943   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
944          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
945          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
946     dest = XEXP (dest, 0);
947
948   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
949      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
950      elsewhere.  */
951   if (! MEM_P (dest))
952     return;
953
954   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
955      don't mark as killed this time.  */
956
957   if (expr_equiv_p (dest, gcse_mem_operand) && pre_ldst_mems != NULL)
958     {
959       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
960         gcse_mems_conflict_p = 1;
961       return;
962     }
963
964   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
965                        rtx_addr_varies_p))
966     gcse_mems_conflict_p = 1;
967 }
968
969 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
970    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
971    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
972    before UID_LIMIT.
973
974    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
975    AVAIL_P to 0.  */
976
977 static int
978 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x, int avail_p)
979 {
980   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
981
982   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
983   if (MEM_READONLY_P (x))
984     return 0;
985
986   while (list_entry)
987     {
988       rtx setter;
989       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
990       if ((avail_p
991            && DF_INSN_LUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
992           || (! avail_p
993               && DF_INSN_LUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
994         {
995           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
996           continue;
997         }
998
999       setter = XEXP (list_entry, 0);
1000
1001       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1002          to pure functions are never put on the list, so we need not
1003          worry about them.  */
1004       if (CALL_P (setter))
1005         return 1;
1006
1007       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1008          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1009
1010          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1011          communicate via global variables.  Yuk.  */
1012       gcse_mem_operand = x;
1013       gcse_mems_conflict_p = 0;
1014       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1015       if (gcse_mems_conflict_p)
1016         return 1;
1017       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1018     }
1019   return 0;
1020 }
1021
1022 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1023    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1024
1025 static int
1026 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1027 {
1028   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1029 }
1030
1031 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1032    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1033
1034 static int
1035 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1036 {
1037   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1038 }
1039
1040 /* Hash expression X.
1041
1042    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1043    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1044    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1045    the current size of the hash table to be probed.  */
1046
1047 static unsigned int
1048 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1049            int hash_table_size)
1050 {
1051   unsigned int hash;
1052
1053   *do_not_record_p = 0;
1054
1055   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p,
1056                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
1057   return hash % hash_table_size;
1058 }
1059
1060 /* Hash a set of register REGNO.
1061
1062    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1063    propagation code.
1064
1065    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1066
1067 static unsigned int
1068 hash_set (int regno, int hash_table_size)
1069 {
1070   unsigned int hash;
1071
1072   hash = regno;
1073   return hash % hash_table_size;
1074 }
1075
1076 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1077
1078 static int
1079 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1080 {
1081   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1082 }
1083
1084 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1085    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1086    basic block.
1087
1088    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1089    It is only used if X is a CONST_INT.
1090
1091    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1092    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.  */
1093
1094 static void
1095 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1096                       int avail_p, struct hash_table_d *table)
1097 {
1098   int found, do_not_record_p;
1099   unsigned int hash;
1100   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1101   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1102
1103   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1104
1105   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1106      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1107      to or can't handle.  */
1108   if (do_not_record_p)
1109     return;
1110
1111   cur_expr = table->table[hash];
1112   found = 0;
1113
1114   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1115     {
1116       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1117          the list.  */
1118       last_expr = cur_expr;
1119       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1120     }
1121
1122   if (! found)
1123     {
1124       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1125       bytes_used += sizeof (struct expr);
1126       if (table->table[hash] == NULL)
1127         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1128         table->table[hash] = cur_expr;
1129       else
1130         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1131         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1132
1133       /* Set the fields of the expr element.  */
1134       cur_expr->expr = x;
1135       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1136       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1137       cur_expr->antic_occr = NULL;
1138       cur_expr->avail_occr = NULL;
1139     }
1140
1141   /* Now record the occurrence(s).  */
1142   if (antic_p)
1143     {
1144       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1145
1146       if (antic_occr
1147           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1148         antic_occr = NULL;
1149
1150       if (antic_occr)
1151         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1152            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1153            block and the block is scanned from start to end.  */
1154         ; /* nothing to do */
1155       else
1156         {
1157           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1158           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1159           bytes_used += sizeof (struct occr);
1160           antic_occr->insn = insn;
1161           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1162           antic_occr->deleted_p = 0;
1163           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1164         }
1165     }
1166
1167   if (avail_p)
1168     {
1169       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1170
1171       if (avail_occr
1172           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1173         {
1174           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1175              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1176              the last one in the block and the block is scanned from start
1177              to end.  */
1178           avail_occr->insn = insn;
1179         }
1180       else
1181         {
1182           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1183           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1184           bytes_used += sizeof (struct occr);
1185           avail_occr->insn = insn;
1186           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1187           avail_occr->deleted_p = 0;
1188           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1189         }
1190     }
1191 }
1192
1193 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
1194    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
1195    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1196    basic block.  */
1197
1198 static void
1199 insert_set_in_table (rtx x, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1200 {
1201   int found;
1202   unsigned int hash;
1203   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1204   struct occr *cur_occr;
1205
1206   gcc_assert (GET_CODE (x) == SET && REG_P (SET_DEST (x)));
1207
1208   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), table->size);
1209
1210   cur_expr = table->table[hash];
1211   found = 0;
1212
1213   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1214     {
1215       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1216          the list.  */
1217       last_expr = cur_expr;
1218       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1219     }
1220
1221   if (! found)
1222     {
1223       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1224       bytes_used += sizeof (struct expr);
1225       if (table->table[hash] == NULL)
1226         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1227         table->table[hash] = cur_expr;
1228       else
1229         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1230         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1231
1232       /* Set the fields of the expr element.
1233          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
1234          performed on its operands.  */
1235       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
1236       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1237       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1238       cur_expr->antic_occr = NULL;
1239       cur_expr->avail_occr = NULL;
1240     }
1241
1242   /* Now record the occurrence.  */
1243   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
1244
1245   if (cur_occr
1246       && BLOCK_FOR_INSN (cur_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1247     {
1248       /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1249          Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1250          the last one in the block and the block is scanned from start
1251          to end.  */
1252       cur_occr->insn = insn;
1253     }
1254   else
1255     {
1256       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1257       cur_occr = GOBNEW (struct occr);
1258       bytes_used += sizeof (struct occr);
1259       cur_occr->insn = insn;
1260       cur_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1261       cur_occr->deleted_p = 0;
1262       cur_expr->avail_occr = cur_occr;
1263     }
1264 }
1265
1266 /* Determine whether the rtx X should be treated as a constant for
1267    the purposes of GCSE's constant propagation.  */
1268
1269 static bool
1270 gcse_constant_p (const_rtx x)
1271 {
1272   /* Consider a COMPARE of two integers constant.  */
1273   if (GET_CODE (x) == COMPARE
1274       && CONST_INT_P (XEXP (x, 0))
1275       && CONST_INT_P (XEXP (x, 1)))
1276     return true;
1277
1278   /* Consider a COMPARE of the same registers is a constant
1279      if they are not floating point registers.  */
1280   if (GET_CODE(x) == COMPARE
1281       && REG_P (XEXP (x, 0)) && REG_P (XEXP (x, 1))
1282       && REGNO (XEXP (x, 0)) == REGNO (XEXP (x, 1))
1283       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 0)))
1284       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 1))))
1285     return true;
1286
1287   /* Since X might be inserted more than once we have to take care that it
1288      is sharable.  */
1289   return CONSTANT_P (x) && (GET_CODE (x) != CONST || shared_const_p (x));
1290 }
1291
1292 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash TABLE (set or
1293    expression one).  */
1294
1295 static void
1296 hash_scan_set (rtx pat, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1297 {
1298   rtx src = SET_SRC (pat);
1299   rtx dest = SET_DEST (pat);
1300   rtx note;
1301
1302   if (GET_CODE (src) == CALL)
1303     hash_scan_call (src, insn, table);
1304
1305   else if (REG_P (dest))
1306     {
1307       unsigned int regno = REGNO (dest);
1308       rtx tmp;
1309
1310       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1311
1312          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1313          redundant constants, addresses or other expressions that are
1314          constructed with multiple instructions.
1315
1316          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.  In
1317          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1318          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1319          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1320          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1321          do more than one PRE GCSE pass.
1322
1323          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1324          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1325       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1326       if (note != 0
1327           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1328           && !REG_P (src)
1329           && (table->set_p
1330               ? gcse_constant_p (XEXP (note, 0))
1331               : want_to_gcse_p (XEXP (note, 0))))
1332         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1333
1334       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1335       if (! table->set_p
1336           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1337           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1338           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1339           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1340              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1341           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1342              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1343              can't do the same thing at the rtl level.  */
1344           && !can_throw_internal (insn)
1345           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1346           && want_to_gcse_p (src)
1347           /* Don't CSE a nop.  */
1348           && ! set_noop_p (pat)
1349           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1350              At this point this only function parameters should have
1351              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1352              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1353              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1354           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1355         {
1356           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1357              modified before this insn or if this is not the only SET in
1358              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1359              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1360              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1361           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1362                         && !multiple_sets (insn);
1363           /* An expression is not available if its operands are
1364              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1365              available if this is a branch, because we can't insert
1366              a set after the branch.  */
1367           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1368                          && ! JUMP_P (insn));
1369
1370           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p, table);
1371         }
1372
1373       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
1374       else if (table->set_p
1375                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1376                && ((REG_P (src)
1377                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1378                     && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1379                     && REGNO (src) != regno)
1380                    || gcse_constant_p (src))
1381                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
1382                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
1383                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
1384                && (insn == BB_END (BLOCK_FOR_INSN (insn))
1385                    || (tmp = next_nonnote_insn (insn)) == NULL_RTX
1386                    || BLOCK_FOR_INSN (tmp) != BLOCK_FOR_INSN (insn)
1387                    || oprs_available_p (pat, tmp)))
1388         insert_set_in_table (pat, insn, table);
1389     }
1390   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1391      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1392      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1393   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1394       {
1395         unsigned int regno = REGNO (src);
1396
1397         /* Do not do this for constant/copy propagation.  */
1398         if (! table->set_p
1399             /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1400             && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1401            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1402            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1403            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1404               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1405            && !can_throw_internal (insn)
1406            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1407            && want_to_gcse_p (dest)
1408            /* Don't CSE a nop.  */
1409            && ! set_noop_p (pat)
1410            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1411               At this point this only function parameters should have
1412               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1413               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1414               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1415            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1416                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1417              {
1418                /* Stores are never anticipatable.  */
1419                int antic_p = 0;
1420                /* An expression is not available if its operands are
1421                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1422                   available if this is a branch, because we can't insert
1423                   a set after the branch.  */
1424                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1425                              && ! JUMP_P (insn);
1426
1427                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1428                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1429                                      antic_p, avail_p, table);
1430              }
1431       }
1432 }
1433
1434 static void
1435 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1436                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1437 {
1438   /* Currently nothing to do.  */
1439 }
1440
1441 static void
1442 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1443                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1444 {
1445   /* Currently nothing to do.  */
1446 }
1447
1448 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
1449
1450    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
1451
1452    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
1453    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
1454    are also in the PARALLEL.  Later.
1455
1456    If SET_P is nonzero, this is for the assignment hash table,
1457    otherwise it is for the expression hash table.  */
1458
1459 static void
1460 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1461 {
1462   rtx pat = PATTERN (insn);
1463   int i;
1464
1465   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1466      what's been modified.  */
1467
1468   if (GET_CODE (pat) == SET)
1469     hash_scan_set (pat, insn, table);
1470   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1471     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1472       {
1473         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1474
1475         if (GET_CODE (x) == SET)
1476           hash_scan_set (x, insn, table);
1477         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1478           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1479         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1480           hash_scan_call (x, insn, table);
1481       }
1482
1483   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1484     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1485   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1486     hash_scan_call (pat, insn, table);
1487 }
1488
1489 static void
1490 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1491 {
1492   int i;
1493   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1494   struct expr **flat_table;
1495   unsigned int *hash_val;
1496   struct expr *expr;
1497
1498   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1499   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1500
1501   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1502     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1503       {
1504         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1505         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1506       }
1507
1508   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1509            name, table->size, table->n_elems);
1510
1511   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1512     if (flat_table[i] != 0)
1513       {
1514         expr = flat_table[i];
1515         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
1516                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
1517         print_rtl (file, expr->expr);
1518         fprintf (file, "\n");
1519       }
1520
1521   fprintf (file, "\n");
1522
1523   free (flat_table);
1524   free (hash_val);
1525 }
1526
1527 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1528
1529    first_set records the first place in the block where the register
1530    is set and is used to compute "anticipatability".
1531
1532    last_set records the last place in the block where the register
1533    is set and is used to compute "availability".
1534
1535    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1536    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1537
1538 static void
1539 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1540 {
1541   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1542   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1543
1544   info->last_set = luid;
1545   if (info->last_bb != current_bb)
1546     {
1547       info->last_bb = current_bb;
1548       info->first_set = luid;
1549     }
1550 }
1551
1552
1553 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1554    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1555    taken off pairwise.  */
1556
1557 static void
1558 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx unused1 ATTRIBUTE_UNUSED,
1559                    void * v_insn)
1560 {
1561   rtx dest_addr, insn;
1562   int bb;
1563
1564   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1565       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1566       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1567     dest = XEXP (dest, 0);
1568
1569   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1570      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1571      elsewhere.  */
1572
1573   if (! MEM_P (dest))
1574     return;
1575
1576   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1577   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1578   insn = (rtx) v_insn;
1579   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1580
1581   canon_modify_mem_list[bb] =
1582     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
1583   canon_modify_mem_list[bb] =
1584     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
1585 }
1586
1587 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1588    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1589    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1590
1591 static void
1592 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1593 {
1594   int bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1595
1596   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1597      everything.  */
1598   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
1599   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1600
1601   if (CALL_P (insn))
1602     {
1603       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
1604          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
1605          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
1606       canon_modify_mem_list[bb] =
1607         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
1608       bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1609     }
1610   else
1611     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1612 }
1613
1614 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1615    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1616    the SET is taking place.  */
1617
1618 static void
1619 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1620 {
1621   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1622
1623   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1624     dest = SUBREG_REG (dest);
1625
1626   if (REG_P (dest))
1627     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1628   else if (MEM_P (dest)
1629            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1630            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1631     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1632 }
1633
1634 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
1635
1636    Expression entries are placed in the hash table if
1637    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1638    - src is something we want to perform GCSE on,
1639    - none of the operands are subsequently modified in the block
1640
1641    Assignment entries are placed in the hash table if
1642    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1643    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
1644    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
1645
1646    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1647
1648    TABLE is the table computed.  */
1649
1650 static void
1651 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1652 {
1653   int i;
1654
1655   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1656   clear_modify_mem_tables ();
1657   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1658   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1659
1660   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1661     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1662
1663   FOR_EACH_BB (current_bb)
1664     {
1665       rtx insn;
1666       unsigned int regno;
1667
1668       /* First pass over the instructions records information used to
1669          determine when registers and memory are first and last set.  */
1670       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1671         {
1672           if (! INSN_P (insn))
1673             continue;
1674
1675           if (CALL_P (insn))
1676             {
1677               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
1678                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
1679                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
1680
1681               mark_call (insn);
1682             }
1683
1684           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1685         }
1686
1687       /* Insert implicit sets in the hash table.  */
1688       if (table->set_p
1689           && implicit_sets[current_bb->index] != NULL_RTX)
1690         hash_scan_set (implicit_sets[current_bb->index],
1691                        BB_HEAD (current_bb), table);
1692
1693       /* The next pass builds the hash table.  */
1694       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1695         if (INSN_P (insn))
1696           hash_scan_insn (insn, table);
1697     }
1698
1699   free (reg_avail_info);
1700   reg_avail_info = NULL;
1701 }
1702
1703 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1704    It is used to determine the number of buckets to use.
1705    SET_P determines whether set or expression table will
1706    be created.  */
1707
1708 static void
1709 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table, int set_p)
1710 {
1711   int n;
1712
1713   n = get_max_insn_count ();
1714
1715   table->size = n / 4;
1716   if (table->size < 11)
1717     table->size = 11;
1718
1719   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1720      Making it an odd number is simplest for now.
1721      ??? Later take some measurements.  */
1722   table->size |= 1;
1723   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1724   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1725   table->set_p = set_p;
1726 }
1727
1728 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1729
1730 static void
1731 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1732 {
1733   free (table->table);
1734 }
1735
1736 /* Compute the hash TABLE for doing copy/const propagation or
1737    expression hash table.  */
1738
1739 static void
1740 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1741 {
1742   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1743   table->n_elems = 0;
1744   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1745
1746   compute_hash_table_work (table);
1747 }
1748 \f
1749 /* Expression tracking support.  */
1750
1751 /* Lookup REGNO in the set TABLE.  The result is a pointer to the
1752    table entry, or NULL if not found.  */
1753
1754 static struct expr *
1755 lookup_set (unsigned int regno, struct hash_table_d *table)
1756 {
1757   unsigned int hash = hash_set (regno, table->size);
1758   struct expr *expr;
1759
1760   expr = table->table[hash];
1761
1762   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
1763     expr = expr->next_same_hash;
1764
1765   return expr;
1766 }
1767
1768 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
1769
1770 static struct expr *
1771 next_set (unsigned int regno, struct expr *expr)
1772 {
1773   do
1774     expr = expr->next_same_hash;
1775   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
1776
1777   return expr;
1778 }
1779
1780 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
1781    types may be mixed.  */
1782
1783 static void
1784 free_insn_expr_list_list (rtx *listp)
1785 {
1786   rtx list, next;
1787
1788   for (list = *listp; list ; list = next)
1789     {
1790       next = XEXP (list, 1);
1791       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
1792         free_EXPR_LIST_node (list);
1793       else
1794         free_INSN_LIST_node (list);
1795     }
1796
1797   *listp = NULL;
1798 }
1799
1800 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1801 static void
1802 clear_modify_mem_tables (void)
1803 {
1804   unsigned i;
1805   bitmap_iterator bi;
1806
1807   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1808     {
1809       free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
1810       free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i);
1811     }
1812   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1813   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1814 }
1815
1816 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1817
1818 static void
1819 free_modify_mem_tables (void)
1820 {
1821   clear_modify_mem_tables ();
1822   free (modify_mem_list);
1823   free (canon_modify_mem_list);
1824   modify_mem_list = 0;
1825   canon_modify_mem_list = 0;
1826 }
1827
1828 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
1829    start of the block].  */
1830
1831 static void
1832 reset_opr_set_tables (void)
1833 {
1834   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
1835      the block.  */
1836   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
1837
1838   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
1839      For now this is very trivial, we only record whether any memory
1840      location has been modified.  */
1841   clear_modify_mem_tables ();
1842 }
1843
1844 /* Return nonzero if the operands of X are not set before INSN in
1845    INSN's basic block.  */
1846
1847 static int
1848 oprs_not_set_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1849 {
1850   int i, j;
1851   enum rtx_code code;
1852   const char *fmt;
1853
1854   if (x == 0)
1855     return 1;
1856
1857   code = GET_CODE (x);
1858   switch (code)
1859     {
1860     case PC:
1861     case CC0:
1862     case CONST:
1863     case CONST_INT:
1864     case CONST_DOUBLE:
1865     case CONST_FIXED:
1866     case CONST_VECTOR:
1867     case SYMBOL_REF:
1868     case LABEL_REF:
1869     case ADDR_VEC:
1870     case ADDR_DIFF_VEC:
1871       return 1;
1872
1873     case MEM:
1874       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
1875                                   DF_INSN_LUID (insn), x, 0))
1876         return 0;
1877       else
1878         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
1879
1880     case REG:
1881       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
1882
1883     default:
1884       break;
1885     }
1886
1887   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1888     {
1889       if (fmt[i] == 'e')
1890         {
1891           /* If we are about to do the last recursive call
1892              needed at this level, change it into iteration.
1893              This function is called enough to be worth it.  */
1894           if (i == 0)
1895             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
1896
1897           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
1898             return 0;
1899         }
1900       else if (fmt[i] == 'E')
1901         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1902           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
1903             return 0;
1904     }
1905
1906   return 1;
1907 }
1908
1909 /* Mark things set by a CALL.  */
1910
1911 static void
1912 mark_call (rtx insn)
1913 {
1914   if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1915     record_last_mem_set_info (insn);
1916 }
1917
1918 /* Mark things set by a SET.  */
1919
1920 static void
1921 mark_set (rtx pat, rtx insn)
1922 {
1923   rtx dest = SET_DEST (pat);
1924
1925   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1926          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1927          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1928     dest = XEXP (dest, 0);
1929
1930   if (REG_P (dest))
1931     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
1932   else if (MEM_P (dest))
1933     record_last_mem_set_info (insn);
1934
1935   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
1936     mark_call (insn);
1937 }
1938
1939 /* Record things set by a CLOBBER.  */
1940
1941 static void
1942 mark_clobber (rtx pat, rtx insn)
1943 {
1944   rtx clob = XEXP (pat, 0);
1945
1946   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
1947     clob = XEXP (clob, 0);
1948
1949   if (REG_P (clob))
1950     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
1951   else
1952     record_last_mem_set_info (insn);
1953 }
1954
1955 /* Record things set by INSN.
1956    This data is used by oprs_not_set_p.  */
1957
1958 static void
1959 mark_oprs_set (rtx insn)
1960 {
1961   rtx pat = PATTERN (insn);
1962   int i;
1963
1964   if (GET_CODE (pat) == SET)
1965     mark_set (pat, insn);
1966   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1967     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1968       {
1969         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1970
1971         if (GET_CODE (x) == SET)
1972           mark_set (x, insn);
1973         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1974           mark_clobber (x, insn);
1975         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1976           mark_call (insn);
1977       }
1978
1979   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1980     mark_clobber (pat, insn);
1981   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1982     mark_call (insn);
1983 }
1984
1985 \f
1986 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
1987
1988 /* Local properties of assignments.  */
1989 static sbitmap *cprop_pavloc;
1990 static sbitmap *cprop_absaltered;
1991
1992 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
1993 static sbitmap *cprop_avin;
1994 static sbitmap *cprop_avout;
1995
1996 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
1997    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
1998
1999 static void
2000 alloc_cprop_mem (int n_blocks, int n_sets)
2001 {
2002   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2003   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2004
2005   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2006   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2007 }
2008
2009 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
2010
2011 static void
2012 free_cprop_mem (void)
2013 {
2014   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
2015   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
2016   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
2017   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
2018 }
2019
2020 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
2021    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
2022    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
2023    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
2024    bit in BMAP.  */
2025
2026 static void
2027 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap, int set_p)
2028 {
2029   int i, j;
2030   enum rtx_code code;
2031   const char *fmt;
2032
2033   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2034      can't do it when there's no return value.  */
2035  repeat:
2036
2037   if (x == 0)
2038     return;
2039
2040   code = GET_CODE (x);
2041   switch (code)
2042     {
2043     case REG:
2044       if (set_p)
2045         {
2046           df_ref def;
2047           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
2048                def;
2049                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
2050             SET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
2051         }
2052       else
2053         {
2054           df_ref def;
2055           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
2056                def;
2057                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
2058             RESET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
2059         }
2060
2061       return;
2062
2063     case MEM:
2064       if (! MEM_READONLY_P (x))
2065         {
2066           bitmap_iterator bi;
2067           unsigned bb_index;
2068
2069           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
2070              do any list walking for them.  */
2071           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
2072             {
2073               if (set_p)
2074                 SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2075               else
2076                 RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2077             }
2078
2079             /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
2080                but which do not have any calls.  */
2081             EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
2082                                             blocks_with_calls,
2083                                             0, bb_index, bi)
2084               {
2085                 rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb_index];
2086
2087                 while (list_entry)
2088                   {
2089                     rtx dest, dest_addr;
2090
2091                     /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
2092                        Examine each hunk of memory that is modified.  */
2093
2094                     dest = XEXP (list_entry, 0);
2095                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2096                     dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
2097
2098                     if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
2099                                                x, NULL_RTX, rtx_addr_varies_p))
2100                       {
2101                         if (set_p)
2102                           SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2103                         else
2104                           RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2105                         break;
2106                       }
2107                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2108                   }
2109               }
2110         }
2111
2112       x = XEXP (x, 0);
2113       goto repeat;
2114
2115     case PC:
2116     case CC0: /*FIXME*/
2117     case CONST:
2118     case CONST_INT:
2119     case CONST_DOUBLE:
2120     case CONST_FIXED:
2121     case CONST_VECTOR:
2122     case SYMBOL_REF:
2123     case LABEL_REF:
2124     case ADDR_VEC:
2125     case ADDR_DIFF_VEC:
2126       return;
2127
2128     default:
2129       break;
2130     }
2131
2132   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2133     {
2134       if (fmt[i] == 'e')
2135         {
2136           /* If we are about to do the last recursive call
2137              needed at this level, change it into iteration.
2138              This function is called enough to be worth it.  */
2139           if (i == 0)
2140             {
2141               x = XEXP (x, i);
2142               goto repeat;
2143             }
2144
2145           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
2146         }
2147       else if (fmt[i] == 'E')
2148         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2149           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
2150     }
2151 }
2152
2153 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
2154    propagation.  */
2155
2156 static void
2157 compute_cprop_data (void)
2158 {
2159   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, &set_hash_table);
2160   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
2161                      cprop_avout, cprop_avin);
2162 }
2163 \f
2164 /* Copy/constant propagation.  */
2165
2166 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
2167 #define MAX_USES 8
2168
2169 /* Table of uses found in an insn.
2170    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
2171 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
2172
2173 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
2174 static int reg_use_count;
2175
2176 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
2177    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
2178    and contains the number of uses in the table upon exit.
2179
2180    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
2181    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
2182
2183 static void
2184 find_used_regs (rtx *xptr, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2185 {
2186   int i, j;
2187   enum rtx_code code;
2188   const char *fmt;
2189   rtx x = *xptr;
2190
2191   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2192      can't do it when there's no return value.  */
2193  repeat:
2194   if (x == 0)
2195     return;
2196
2197   code = GET_CODE (x);
2198   if (REG_P (x))
2199     {
2200       if (reg_use_count == MAX_USES)
2201         return;
2202
2203       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
2204       reg_use_count++;
2205     }
2206
2207   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
2208
2209   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2210     {
2211       if (fmt[i] == 'e')
2212         {
2213           /* If we are about to do the last recursive call
2214              needed at this level, change it into iteration.
2215              This function is called enough to be worth it.  */
2216           if (i == 0)
2217             {
2218               x = XEXP (x, 0);
2219               goto repeat;
2220             }
2221
2222           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
2223         }
2224       else if (fmt[i] == 'E')
2225         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2226           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
2227     }
2228 }
2229
2230 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
2231    Returns nonzero is successful.  */
2232
2233 static int
2234 try_replace_reg (rtx from, rtx to, rtx insn)
2235 {
2236   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2237   rtx src = 0;
2238   int success = 0;
2239   rtx set = single_set (insn);
2240
2241   /* Usually we substitute easy stuff, so we won't copy everything.
2242      We however need to take care to not duplicate non-trivial CONST
2243      expressions.  */
2244   to = copy_rtx (to);
2245
2246   validate_replace_src_group (from, to, insn);
2247   if (num_changes_pending () && apply_change_group ())
2248     success = 1;
2249
2250   /* Try to simplify SET_SRC if we have substituted a constant.  */
2251   if (success && set && CONSTANT_P (to))
2252     {
2253       src = simplify_rtx (SET_SRC (set));
2254
2255       if (src)
2256         validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0);
2257     }
2258
2259   /* If there is already a REG_EQUAL note, update the expression in it
2260      with our replacement.  */
2261   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
2262     set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL,
2263                          simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to));
2264   if (!success && set && reg_mentioned_p (from, SET_SRC (set)))
2265     {
2266       /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
2267          the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
2268          SETs, but it probably won't buy us anything.  */
2269       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
2270
2271       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
2272           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
2273         success = 1;
2274
2275       /* If we've failed to do replacement, have a single SET, don't already
2276          have a note, and have no special SET, add a REG_EQUAL note to not
2277          lose information.  */
2278       if (!success && note == 0 && set != 0
2279           && GET_CODE (SET_DEST (set)) != ZERO_EXTRACT
2280           && GET_CODE (SET_DEST (set)) != STRICT_LOW_PART)
2281         note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2282     }
2283
2284   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
2285      We don't allow that. Remove that note. This code ought
2286      not to happen, because previous code ought to synthesize
2287      reg-reg move, but be on the safe side.  */
2288   if (note && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL && REG_P (XEXP (note, 0)))
2289     remove_note (insn, note);
2290
2291   return success;
2292 }
2293
2294 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
2295    NULL no such set is found.  */
2296
2297 static struct expr *
2298 find_avail_set (int regno, rtx insn)
2299 {
2300   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
2301      use in a substitution.  */
2302   struct expr *set1 = 0;
2303
2304   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
2305      available at the start of the block containing INSN.  i.e. we would
2306      need two sets like this available at the start of the block:
2307
2308        (set (reg X) (reg Y))
2309        (set (reg Y) (reg X))
2310
2311      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
2312      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
2313   while (1)
2314     {
2315       rtx src;
2316       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2317
2318       /* Find a set that is available at the start of the block
2319          which contains INSN.  */
2320       while (set)
2321         {
2322           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_FOR_INSN (insn)->index],
2323                         set->bitmap_index))
2324             break;
2325           set = next_set (regno, set);
2326         }
2327
2328       /* If no available set was found we've reached the end of the
2329          (possibly empty) copy chain.  */
2330       if (set == 0)
2331         break;
2332
2333       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2334
2335       src = SET_SRC (set->expr);
2336
2337       /* We know the set is available.
2338          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
2339          have changed since the start of the block).
2340
2341          If the source operand changed, we may still use it for the next
2342          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
2343
2344       if (gcse_constant_p (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
2345         set1 = set;
2346
2347       /* If the source of the set is anything except a register, then
2348          we have reached the end of the copy chain.  */
2349       if (! REG_P (src))
2350         break;
2351
2352       /* Follow the copy chain, i.e. start another iteration of the loop
2353          and see if we have an available copy into SRC.  */
2354       regno = REGNO (src);
2355     }
2356
2357   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
2358      INSN.  */
2359   return set1;
2360 }
2361
2362 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
2363    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
2364    it is the instruction that immediately precedes JUMP, and must be a
2365    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
2366    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
2367    if a change was made.  */
2368
2369 static int
2370 cprop_jump (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump, rtx from, rtx src)
2371 {
2372   rtx new_rtx, set_src, note_src;
2373   rtx set = pc_set (jump);
2374   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (jump);
2375
2376   if (note)
2377     {
2378       note_src = XEXP (note, 0);
2379       if (GET_CODE (note_src) == EXPR_LIST)
2380         note_src = NULL_RTX;
2381     }
2382   else note_src = NULL_RTX;
2383
2384   /* Prefer REG_EQUAL notes except those containing EXPR_LISTs.  */
2385   set_src = note_src ? note_src : SET_SRC (set);
2386
2387   /* First substitute the SETCC condition into the JUMP instruction,
2388      then substitute that given values into this expanded JUMP.  */
2389   if (setcc != NULL_RTX
2390       && !modified_between_p (from, setcc, jump)
2391       && !modified_between_p (src, setcc, jump))
2392     {
2393       rtx setcc_src;
2394       rtx setcc_set = single_set (setcc);
2395       rtx setcc_note = find_reg_equal_equiv_note (setcc);
2396       setcc_src = (setcc_note && GET_CODE (XEXP (setcc_note, 0)) != EXPR_LIST)
2397                 ? XEXP (setcc_note, 0) : SET_SRC (setcc_set);
2398       set_src = simplify_replace_rtx (set_src, SET_DEST (setcc_set),
2399                                       setcc_src);
2400     }
2401   else
2402     setcc = NULL_RTX;
2403
2404   new_rtx = simplify_replace_rtx (set_src, from, src);
2405
2406   /* If no simplification can be made, then try the next register.  */
2407   if (rtx_equal_p (new_rtx, SET_SRC (set)))
2408     return 0;
2409
2410   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
2411   if (new_rtx == pc_rtx)
2412     delete_insn (jump);
2413   else
2414     {
2415       /* Ensure the value computed inside the jump insn to be equivalent
2416          to one computed by setcc.  */
2417       if (setcc && modified_in_p (new_rtx, setcc))
2418         return 0;
2419       if (! validate_unshare_change (jump, &SET_SRC (set), new_rtx, 0))
2420         {
2421           /* When (some) constants are not valid in a comparison, and there
2422              are two registers to be replaced by constants before the entire
2423              comparison can be folded into a constant, we need to keep
2424              intermediate information in REG_EQUAL notes.  For targets with
2425              separate compare insns, such notes are added by try_replace_reg.
2426              When we have a combined compare-and-branch instruction, however,
2427              we need to attach a note to the branch itself to make this
2428              optimization work.  */
2429
2430           if (!rtx_equal_p (new_rtx, note_src))
2431             set_unique_reg_note (jump, REG_EQUAL, copy_rtx (new_rtx));
2432           return 0;
2433         }
2434
2435       /* Remove REG_EQUAL note after simplification.  */
2436       if (note_src)
2437         remove_note (jump, note);
2438      }
2439
2440 #ifdef HAVE_cc0
2441   /* Delete the cc0 setter.  */
2442   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
2443     delete_insn (setcc);
2444 #endif
2445
2446   global_const_prop_count++;
2447   if (dump_file != NULL)
2448     {
2449       fprintf (dump_file,
2450                "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
2451                REGNO (from), INSN_UID (jump));
2452       print_rtl (dump_file, src);
2453       fprintf (dump_file, "\n");
2454     }
2455   purge_dead_edges (bb);
2456
2457   /* If a conditional jump has been changed into unconditional jump, remove
2458      the jump and make the edge fallthru - this is always called in
2459      cfglayout mode.  */
2460   if (new_rtx != pc_rtx && simplejump_p (jump))
2461     {
2462       edge e;
2463       edge_iterator ei;
2464
2465       for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); ei_next (&ei))
2466         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
2467             && BB_HEAD (e->dest) == JUMP_LABEL (jump))
2468           {
2469             e->flags |= EDGE_FALLTHRU;
2470             break;
2471           }
2472       delete_insn (jump);
2473     }
2474
2475   return 1;
2476 }
2477
2478 static bool
2479 constprop_register (rtx insn, rtx from, rtx to)
2480 {
2481   rtx sset;
2482
2483   /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
2484      conditional branch instructions first.  */
2485   if ((sset = single_set (insn)) != NULL
2486       && NEXT_INSN (insn)
2487       && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn)) && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
2488     {
2489       rtx dest = SET_DEST (sset);
2490       if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
2491           && cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), insn, NEXT_INSN (insn), from, to))
2492         return 1;
2493     }
2494
2495   /* Handle normal insns next.  */
2496   if (NONJUMP_INSN_P (insn)
2497       && try_replace_reg (from, to, insn))
2498     return 1;
2499
2500   /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
2501      We're pretty specific about what we will handle in this
2502      code, we can extend this as necessary over time.
2503
2504      Right now the insn in question must look like
2505      (set (pc) (if_then_else ...))  */
2506   else if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
2507     return cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), NULL, insn, from, to);
2508   return 0;
2509 }
2510
2511 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
2512    The result is nonzero if a change was made.  */
2513
2514 static int
2515 cprop_insn (rtx insn)
2516 {
2517   struct reg_use *reg_used;
2518   int changed = 0;
2519   rtx note;
2520
2521   if (!INSN_P (insn))
2522     return 0;
2523
2524   reg_use_count = 0;
2525   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
2526
2527   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2528
2529   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
2530   if (note)
2531     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2532
2533   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2534        reg_used++, reg_use_count--)
2535     {
2536       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
2537       rtx pat, src;
2538       struct expr *set;
2539
2540       /* If the register has already been set in this block, there's
2541          nothing we can do.  */
2542       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
2543         continue;
2544
2545       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
2546          at the start of the block.  */
2547       set = find_avail_set (regno, insn);
2548       if (! set)
2549         continue;
2550
2551       pat = set->expr;
2552       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
2553       gcc_assert (GET_CODE (pat) == SET);
2554
2555       src = SET_SRC (pat);
2556
2557       /* Constant propagation.  */
2558       if (gcse_constant_p (src))
2559         {
2560           if (constprop_register (insn, reg_used->reg_rtx, src))
2561             {
2562               changed = 1;
2563               global_const_prop_count++;
2564               if (dump_file != NULL)
2565                 {
2566                   fprintf (dump_file, "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ", regno);
2567                   fprintf (dump_file, "insn %d with constant ", INSN_UID (insn));
2568                   print_rtl (dump_file, src);
2569                   fprintf (dump_file, "\n");
2570                 }
2571               if (INSN_DELETED_P (insn))
2572                 return 1;
2573             }
2574         }
2575       else if (REG_P (src)
2576                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2577                && REGNO (src) != regno)
2578         {
2579           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
2580             {
2581               changed = 1;
2582               global_copy_prop_count++;
2583               if (dump_file != NULL)
2584                 {
2585                   fprintf (dump_file, "GLOBAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2586                            regno, INSN_UID (insn));
2587                   fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
2588                 }
2589
2590               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
2591                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
2592               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
2593                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
2594                  and made things worse.  */
2595             }
2596         }
2597     }
2598
2599   if (changed && DEBUG_INSN_P (insn))
2600     return 0;
2601
2602   return changed;
2603 }
2604
2605 /* Like find_used_regs, but avoid recording uses that appear in
2606    input-output contexts such as zero_extract or pre_dec.  This
2607    restricts the cases we consider to those for which local cprop
2608    can legitimately make replacements.  */
2609
2610 static void
2611 local_cprop_find_used_regs (rtx *xptr, void *data)
2612 {
2613   rtx x = *xptr;
2614
2615   if (x == 0)
2616     return;
2617
2618   switch (GET_CODE (x))
2619     {
2620     case ZERO_EXTRACT:
2621     case SIGN_EXTRACT:
2622     case STRICT_LOW_PART:
2623       return;
2624
2625     case PRE_DEC:
2626     case PRE_INC:
2627     case POST_DEC:
2628     case POST_INC:
2629     case PRE_MODIFY:
2630     case POST_MODIFY:
2631       /* Can only legitimately appear this early in the context of
2632          stack pushes for function arguments, but handle all of the
2633          codes nonetheless.  */
2634       return;
2635
2636     case SUBREG:
2637       /* Setting a subreg of a register larger than word_mode leaves
2638          the non-written words unchanged.  */
2639       if (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (x))) > BITS_PER_WORD)
2640         return;
2641       break;
2642
2643     default:
2644       break;
2645     }
2646
2647   find_used_regs (xptr, data);
2648 }
2649
2650 /* Try to perform local const/copy propagation on X in INSN.  */
2651
2652 static bool
2653 do_local_cprop (rtx x, rtx insn)
2654 {
2655   rtx newreg = NULL, newcnst = NULL;
2656
2657   /* Rule out USE instructions and ASM statements as we don't want to
2658      change the hard registers mentioned.  */
2659   if (REG_P (x)
2660       && (REGNO (x) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2661           || (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
2662               && asm_noperands (PATTERN (insn)) < 0)))
2663     {
2664       cselib_val *val = cselib_lookup (x, GET_MODE (x), 0);
2665       struct elt_loc_list *l;
2666
2667       if (!val)
2668         return false;
2669       for (l = val->locs; l; l = l->next)
2670         {
2671           rtx this_rtx = l->loc;
2672           rtx note;
2673
2674           if (gcse_constant_p (this_rtx))
2675             newcnst = this_rtx;
2676           if (REG_P (this_rtx) && REGNO (this_rtx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2677               /* Don't copy propagate if it has attached REG_EQUIV note.
2678                  At this point this only function parameters should have
2679                  REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2680                  explicitly, it means address of parameter has been taken,
2681                  so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2682               && (!(note = find_reg_note (l->setting_insn, REG_EQUIV, NULL_RTX))
2683                   || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
2684             newreg = this_rtx;
2685         }
2686       if (newcnst && constprop_register (insn, x, newcnst))
2687         {
2688           if (dump_file != NULL)
2689             {
2690               fprintf (dump_file, "LOCAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
2691                        REGNO (x));
2692               fprintf (dump_file, "insn %d with constant ",
2693                        INSN_UID (insn));
2694               print_rtl (dump_file, newcnst);
2695               fprintf (dump_file, "\n");
2696             }
2697           local_const_prop_count++;
2698           return true;
2699         }
2700       else if (newreg && newreg != x && try_replace_reg (x, newreg, insn))
2701         {
2702           if (dump_file != NULL)
2703             {
2704               fprintf (dump_file,
2705                        "LOCAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2706                        REGNO (x), INSN_UID (insn));
2707               fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (newreg));
2708             }
2709           local_copy_prop_count++;
2710           return true;
2711         }
2712     }
2713   return false;
2714 }
2715
2716 /* Do local const/copy propagation (i.e. within each basic block).  */
2717
2718 static int
2719 local_cprop_pass (void)
2720 {
2721   basic_block bb;
2722   rtx insn;
2723   struct reg_use *reg_used;
2724   bool changed = false;
2725
2726   cselib_init (0);
2727   FOR_EACH_BB (bb)
2728     {
2729       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2730         {
2731           if (INSN_P (insn))
2732             {
2733               rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2734               do
2735                 {
2736                   reg_use_count = 0;
2737                   note_uses (&PATTERN (insn), local_cprop_find_used_regs,
2738                              NULL);
2739                   if (note)
2740                     local_cprop_find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2741
2742                   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2743                        reg_used++, reg_use_count--)
2744                     {
2745                       if (do_local_cprop (reg_used->reg_rtx, insn))
2746                         {
2747                           changed = true;
2748                           break;
2749                         }
2750                     }
2751                   if (INSN_DELETED_P (insn))
2752                     break;
2753                 }
2754               while (reg_use_count);
2755             }
2756           cselib_process_insn (insn);
2757         }
2758
2759       /* Forget everything at the end of a basic block.  */
2760       cselib_clear_table ();
2761     }
2762
2763   cselib_finish ();
2764
2765   return changed;
2766 }
2767
2768 /* Similar to get_condition, only the resulting condition must be
2769    valid at JUMP, instead of at EARLIEST.
2770
2771    This differs from noce_get_condition in ifcvt.c in that we prefer not to
2772    settle for the condition variable in the jump instruction being integral.
2773    We prefer to be able to record the value of a user variable, rather than
2774    the value of a temporary used in a condition.  This could be solved by
2775    recording the value of *every* register scanned by canonicalize_condition,
2776    but this would require some code reorganization.  */
2777
2778 rtx
2779 fis_get_condition (rtx jump)
2780 {
2781   return get_condition (jump, NULL, false, true);
2782 }
2783
2784 /* Check the comparison COND to see if we can safely form an implicit set from
2785    it.  COND is either an EQ or NE comparison.  */
2786
2787 static bool
2788 implicit_set_cond_p (const_rtx cond)
2789 {
2790   const enum machine_mode mode = GET_MODE (XEXP (cond, 0));
2791   const_rtx cst = XEXP (cond, 1);
2792
2793   /* We can't perform this optimization if either operand might be or might
2794      contain a signed zero.  */
2795   if (HONOR_SIGNED_ZEROS (mode))
2796     {
2797       /* It is sufficient to check if CST is or contains a zero.  We must
2798          handle float, complex, and vector.  If any subpart is a zero, then
2799          the optimization can't be performed.  */
2800       /* ??? The complex and vector checks are not implemented yet.  We just
2801          always return zero for them.  */
2802       if (GET_CODE (cst) == CONST_DOUBLE)
2803         {
2804           REAL_VALUE_TYPE d;
2805           REAL_VALUE_FROM_CONST_DOUBLE (d, cst);
2806           if (REAL_VALUES_EQUAL (d, dconst0))
2807             return 0;
2808         }
2809       else
2810         return 0;
2811     }
2812
2813   return gcse_constant_p (cst);
2814 }
2815
2816 /* Find the implicit sets of a function.  An "implicit set" is a constraint
2817    on the value of a variable, implied by a conditional jump.  For example,
2818    following "if (x == 2)", the then branch may be optimized as though the
2819    conditional performed an "explicit set", in this example, "x = 2".  This
2820    function records the set patterns that are implicit at the start of each
2821    basic block.
2822
2823    FIXME: This would be more effective if critical edges are pre-split.  As
2824           it is now, we can't record implicit sets for blocks that have
2825           critical successor edges.  This results in missed optimizations
2826           and in more (unnecessary) work in cfgcleanup.c:thread_jump().  */
2827
2828 static void
2829 find_implicit_sets (void)
2830 {
2831   basic_block bb, dest;
2832   unsigned int count;
2833   rtx cond, new_rtx;
2834
2835   count = 0;
2836   FOR_EACH_BB (bb)
2837     /* Check for more than one successor.  */
2838     if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 1)
2839       {
2840         cond = fis_get_condition (BB_END (bb));
2841
2842         if (cond
2843             && (GET_CODE (cond) == EQ || GET_CODE (cond) == NE)
2844             && REG_P (XEXP (cond, 0))
2845             && REGNO (XEXP (cond, 0)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2846             && implicit_set_cond_p (cond))
2847           {
2848             dest = GET_CODE (cond) == EQ ? BRANCH_EDGE (bb)->dest
2849                                          : FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
2850
2851             if (dest
2852                 /* Record nothing for a critical edge.  */
2853                 && single_pred_p (dest)
2854                 && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
2855               {
2856                 new_rtx = gen_rtx_SET (VOIDmode, XEXP (cond, 0),
2857                                              XEXP (cond, 1));
2858                 implicit_sets[dest->index] = new_rtx;
2859                 if (dump_file)
2860                   {
2861                     fprintf(dump_file, "Implicit set of reg %d in ",
2862                             REGNO (XEXP (cond, 0)));
2863                     fprintf(dump_file, "basic block %d\n", dest->index);
2864                   }
2865                 count++;
2866               }
2867           }
2868       }
2869
2870   if (dump_file)
2871     fprintf (dump_file, "Found %d implicit sets\n", count);
2872 }
2873
2874 /* Bypass conditional jumps.  */
2875
2876 /* The value of last_basic_block at the beginning of the jump_bypass
2877    pass.  The use of redirect_edge_and_branch_force may introduce new
2878    basic blocks, but the data flow analysis is only valid for basic
2879    block indices less than bypass_last_basic_block.  */
2880
2881 static int bypass_last_basic_block;
2882
2883 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
2884    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
2885    find_avail_set.  */
2886
2887 static struct expr *
2888 find_bypass_set (int regno, int bb)
2889 {
2890   struct expr *result = 0;
2891
2892   for (;;)
2893     {
2894       rtx src;
2895       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2896
2897       while (set)
2898         {
2899           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
2900             break;
2901           set = next_set (regno, set);
2902         }
2903
2904       if (set == 0)
2905         break;
2906
2907       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2908
2909       src = SET_SRC (set->expr);
2910       if (gcse_constant_p (src))
2911         result = set;
2912
2913       if (! REG_P (src))
2914         break;
2915
2916       regno = REGNO (src);
2917     }
2918   return result;
2919 }
2920
2921
2922 /* Subroutine of bypass_block that checks whether a pseudo is killed by
2923    any of the instructions inserted on an edge.  Jump bypassing places
2924    condition code setters on CFG edges using insert_insn_on_edge.  This
2925    function is required to check that our data flow analysis is still
2926    valid prior to commit_edge_insertions.  */
2927
2928 static bool
2929 reg_killed_on_edge (const_rtx reg, const_edge e)
2930 {
2931   rtx insn;
2932
2933   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
2934     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
2935       return true;
2936
2937   return false;
2938 }
2939
2940 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
2941    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
2942    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
2943    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
2944    Returns nonzero if a change was made.
2945
2946    During the jump bypassing pass, we may place copies of SETCC instructions
2947    on CFG edges.  The following routine must be careful to pay attention to
2948    these inserted insns when performing its transformations.  */
2949
2950 static int
2951 bypass_block (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump)
2952 {
2953   rtx insn, note;
2954   edge e, edest;
2955   int i, change;
2956   int may_be_loop_header;
2957   unsigned removed_p;
2958   edge_iterator ei;
2959
2960   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
2961
2962   /* Determine set of register uses in INSN.  */
2963   reg_use_count = 0;
2964   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
2965   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2966   if (note)
2967     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2968
2969   may_be_loop_header = false;
2970   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
2971     if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
2972       {
2973         may_be_loop_header = true;
2974         break;
2975       }
2976
2977   change = 0;
2978   for (ei = ei_start (bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)); )
2979     {
2980       removed_p = 0;
2981
2982       if (e->flags & EDGE_COMPLEX)
2983         {
2984           ei_next (&ei);
2985           continue;
2986         }
2987
2988       /* We can't redirect edges from new basic blocks.  */
2989       if (e->src->index >= bypass_last_basic_block)
2990         {
2991           ei_next (&ei);
2992           continue;
2993         }
2994
2995       /* The irreducible loops created by redirecting of edges entering the
2996          loop from outside would decrease effectiveness of some of the following
2997          optimizations, so prevent this.  */
2998       if (may_be_loop_header
2999           && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
3000         {
3001           ei_next (&ei);
3002           continue;
3003         }
3004
3005       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
3006         {
3007           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
3008           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
3009           basic_block dest, old_dest;
3010           struct expr *set;
3011           rtx src, new_rtx;
3012
3013           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
3014
3015           if (! set)
3016             continue;
3017
3018           /* Check the data flow is valid after edge insertions.  */
3019           if (e->insns.r && reg_killed_on_edge (reg_used->reg_rtx, e))
3020             continue;
3021
3022           src = SET_SRC (pc_set (jump));
3023
3024           if (setcc != NULL)
3025             src = simplify_replace_rtx (src,
3026                                         SET_DEST (PATTERN (setcc)),
3027                                         SET_SRC (PATTERN (setcc)));
3028
3029           new_rtx = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
3030                                           SET_SRC (set->expr));
3031
3032           /* Jump bypassing may have already placed instructions on
3033              edges of the CFG.  We can't bypass an outgoing edge that
3034              has instructions associated with it, as these insns won't
3035              get executed if the incoming edge is redirected.  */
3036
3037           if (new_rtx == pc_rtx)
3038             {
3039               edest = FALLTHRU_EDGE (bb);
3040               dest = edest->insns.r ? NULL : edest->dest;
3041             }
3042           else if (GET_CODE (new_rtx) == LABEL_REF)
3043             {
3044               dest = BLOCK_FOR_INSN (XEXP (new_rtx, 0));
3045               /* Don't bypass edges containing instructions.  */
3046               edest = find_edge (bb, dest);
3047               if (edest && edest->insns.r)
3048                 dest = NULL;
3049             }
3050           else
3051             dest = NULL;
3052
3053           /* Avoid unification of the edge with other edges from original
3054              branch.  We would end up emitting the instruction on "both"
3055              edges.  */
3056
3057           if (dest && setcc && !CC0_P (SET_DEST (PATTERN (setcc)))
3058               && find_edge (e->src, dest))
3059             dest = NULL;
3060
3061           old_dest = e->dest;
3062           if (dest != NULL
3063               && dest != old_dest
3064               && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
3065             {
3066               redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
3067
3068               /* Copy the register setter to the redirected edge.
3069                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
3070               if (setcc)
3071                 {
3072                   rtx pat = PATTERN (setcc);
3073                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
3074                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
3075                 }
3076
3077               if (dump_file != NULL)
3078                 {
3079                   fprintf (dump_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d "
3080                                       "in jump_insn %d equals constant ",
3081                            regno, INSN_UID (jump));
3082                   print_rtl (dump_file, SET_SRC (set->expr));
3083                   fprintf (dump_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
3084                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
3085                 }
3086               change = 1;
3087               removed_p = 1;
3088               break;
3089             }
3090         }
3091       if (!removed_p)
3092         ei_next (&ei);
3093     }
3094   return change;
3095 }
3096
3097 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
3098    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
3099    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
3100    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.
3101
3102    This function is now mis-named, because we also handle indirect jumps.  */
3103
3104 static int
3105 bypass_conditional_jumps (void)
3106 {
3107   basic_block bb;
3108   int changed;
3109   rtx setcc;
3110   rtx insn;
3111   rtx dest;
3112
3113   /* Note we start at block 1.  */
3114   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3115     return 0;
3116
3117   bypass_last_basic_block = last_basic_block;
3118   mark_dfs_back_edges ();
3119
3120   changed = 0;
3121   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
3122                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3123     {
3124       /* Check for more than one predecessor.  */
3125       if (!single_pred_p (bb))
3126         {
3127           setcc = NULL_RTX;
3128           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3129             if (DEBUG_INSN_P (insn))
3130               continue;
3131             else if (NONJUMP_INSN_P (insn))
3132               {
3133                 if (setcc)
3134                   break;
3135                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
3136                   break;
3137
3138                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3139                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
3140                   setcc = insn;
3141                 else
3142                   break;
3143               }
3144             else if (JUMP_P (insn))
3145               {
3146                 if ((any_condjump_p (insn) || computed_jump_p (insn))
3147                     && onlyjump_p (insn))
3148                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
3149                 break;
3150               }
3151             else if (INSN_P (insn))
3152               break;
3153         }
3154     }
3155
3156   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
3157      copy on the redirected edge.  These need to be committed.  */
3158   if (changed)
3159     commit_edge_insertions ();
3160
3161   return changed;
3162 }
3163 \f
3164 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
3165
3166 /* Local properties of expressions.  */
3167 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
3168 static sbitmap *transp;
3169
3170 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
3171    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
3172    created by a calls.  */
3173 static sbitmap *transpout;
3174
3175 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
3176 static sbitmap *comp;
3177
3178 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
3179 static sbitmap *antloc;
3180
3181 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
3182    point.  */
3183 static sbitmap *pre_optimal;
3184
3185 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
3186 static sbitmap *pre_redundant;
3187
3188 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
3189 static sbitmap *pre_insert_map;
3190
3191 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
3192 static sbitmap *pre_delete_map;
3193
3194 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
3195 static struct edge_list *edge_list;
3196
3197 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
3198
3199 static void
3200 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
3201 {
3202   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3203   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3204   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3205
3206   pre_optimal = NULL;
3207   pre_redundant = NULL;
3208   pre_insert_map = NULL;
3209   pre_delete_map = NULL;
3210   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3211
3212   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
3213 }
3214
3215 /* Free vars used for PRE analysis.  */
3216
3217 static void
3218 free_pre_mem (void)
3219 {
3220   sbitmap_vector_free (transp);
3221   sbitmap_vector_free (comp);
3222
3223   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
3224
3225   if (pre_optimal)
3226     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
3227   if (pre_redundant)
3228     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
3229   if (pre_insert_map)
3230     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
3231   if (pre_delete_map)
3232     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
3233
3234   transp = comp = NULL;
3235   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
3236 }
3237
3238 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
3239
3240 static void
3241 compute_pre_data (void)
3242 {
3243   sbitmap trapping_expr;
3244   basic_block bb;
3245   unsigned int ui;
3246
3247   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
3248   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
3249
3250   /* Collect expressions which might trap.  */
3251   trapping_expr = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
3252   sbitmap_zero (trapping_expr);
3253   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
3254     {
3255       struct expr *e;
3256       for (e = expr_hash_table.table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
3257         if (may_trap_p (e->expr))
3258           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
3259     }
3260
3261   /* Compute ae_kill for each basic block using:
3262
3263      ~(TRANSP | COMP)
3264   */
3265
3266   FOR_EACH_BB (bb)
3267     {
3268       edge e;
3269       edge_iterator ei;
3270
3271       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
3272          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
3273          place the instruction on the edge.  So make them neither
3274          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
3275       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3276         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
3277           {
3278             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
3279             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
3280             break;
3281           }
3282
3283       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
3284       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
3285     }
3286
3287   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
3288                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
3289   sbitmap_vector_free (antloc);
3290   antloc = NULL;
3291   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3292   ae_kill = NULL;
3293   sbitmap_free (trapping_expr);
3294 }
3295 \f
3296 /* PRE utilities */
3297
3298 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
3299    block BB.
3300
3301    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3302    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3303
3304    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3305    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3306    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3307    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3308    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3309    the closest such expression.  */
3310
3311 static int
3312 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb, char *visited)
3313 {
3314   edge pred;
3315   edge_iterator ei;
3316
3317   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3318     {
3319       basic_block pred_bb = pred->src;
3320
3321       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
3322           /* Has predecessor has already been visited?  */
3323           || visited[pred_bb->index])
3324         ;/* Nothing to do.  */
3325
3326       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3327       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3328         {
3329           /* Is this the occurrence we're looking for?
3330              Note that there's only one generating occurrence per block
3331              so we just need to check the block number.  */
3332           if (occr_bb == pred_bb)
3333             return 1;
3334
3335           visited[pred_bb->index] = 1;
3336         }
3337       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3338       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3339         visited[pred_bb->index] = 1;
3340
3341       /* Neither gen nor kill.  */
3342       else
3343         {
3344           visited[pred_bb->index] = 1;
3345           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
3346             return 1;
3347         }
3348     }
3349
3350   /* All paths have been checked.  */
3351   return 0;
3352 }
3353
3354 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
3355    memory allocated for that function is returned.  */
3356
3357 static int
3358 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
3359 {
3360   int rval;
3361   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
3362
3363   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
3364
3365   free (visited);
3366   return rval;
3367 }
3368 \f
3369
3370 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
3371    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
3372    the value of BB.  */
3373
3374 static rtx
3375 process_insert_insn (struct expr *expr)
3376 {
3377   rtx reg = expr->reaching_reg;
3378   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
3379   rtx pat;
3380
3381   start_sequence ();
3382
3383   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
3384      just copy it to a register.  */
3385   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
3386     emit_move_insn (reg, exp);
3387
3388   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
3389      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
3390      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
3391   else
3392     {
3393       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
3394
3395       if (insn_invalid_p (insn))
3396         gcc_unreachable ();
3397     }
3398
3399
3400   pat = get_insns ();
3401   end_sequence ();
3402
3403   return pat;
3404 }
3405
3406 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
3407
3408    This is used by both the PRE and code hoisting.
3409
3410    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
3411    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
3412    no sense for code hoisting.  */
3413
3414 static void
3415 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb, int pre)
3416 {
3417   rtx insn = BB_END (bb);
3418   rtx new_insn;
3419   rtx reg = expr->reaching_reg;
3420   int regno = REGNO (reg);
3421   rtx pat, pat_end;
3422
3423   pat = process_insert_insn (expr);
3424   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
3425
3426   pat_end = pat;
3427   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
3428     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
3429
3430   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
3431      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
3432      instructions in presence of non-call exceptions.  */
3433
3434   if (JUMP_P (insn)
3435       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
3436           && (!single_succ_p (bb)
3437               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
3438     {
3439 #ifdef HAVE_cc0
3440       rtx note;
3441 #endif
3442       /* It should always be the case that we can put these instructions
3443          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
3444          Check this.  */
3445       gcc_assert (!NONJUMP_INSN_P (insn) || !pre
3446                   || TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
3447                   || TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index));
3448
3449       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
3450          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
3451          the new instruction just before the tablejump.  */
3452       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
3453           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
3454         insn = prev_real_insn (insn);
3455
3456 #ifdef HAVE_cc0
3457       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
3458          if cc0 isn't set.  */
3459       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
3460       if (note)
3461         insn = XEXP (note, 0);
3462       else
3463         {
3464           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
3465           if (maybe_cc0_setter
3466               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
3467               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
3468             insn = maybe_cc0_setter;
3469         }
3470 #endif
3471       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
3472       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
3473     }
3474
3475   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
3476      of exception handling.  */
3477   else if (CALL_P (insn)
3478            && (!single_succ_p (bb)
3479                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
3480     {
3481       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
3482          in registers, we search backward and place the instructions before
3483          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
3484          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.
3485
3486          It should always be the case that we can put these instructions
3487          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
3488          Check this.  */
3489
3490       gcc_assert (!pre
3491                   || TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
3492                   || TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index));
3493
3494       /* Since different machines initialize their parameter registers
3495          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
3496          parameter registers.  */
3497       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
3498
3499       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
3500          before the first parameter load.
3501
3502          If we did not find all the parameter loads, then we might have
3503          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
3504          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
3505          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
3506          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
3507       while (LABEL_P (insn)
3508              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
3509         insn = NEXT_INSN (insn);
3510
3511       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
3512     }
3513   else
3514     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
3515
3516   while (1)
3517     {
3518       if (INSN_P (pat))
3519         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
3520       if (pat == pat_end)
3521         break;
3522       pat = NEXT_INSN (pat);
3523     }
3524
3525   gcse_create_count++;
3526
3527   if (dump_file)
3528     {
3529       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
3530                bb->index, INSN_UID (new_insn));
3531       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
3532                expr->bitmap_index, regno);
3533     }
3534 }
3535
3536 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
3537    the expressions fully redundant.  */
3538
3539 static int
3540 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
3541 {
3542   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
3543   sbitmap *inserted;
3544
3545   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
3546      if it reaches any of the deleted expressions.  */
3547
3548   set_size = pre_insert_map[0]->size;
3549   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
3550   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
3551   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
3552
3553   for (e = 0; e < num_edges; e++)
3554     {
3555       int indx;
3556       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
3557
3558       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
3559         {
3560           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
3561
3562           for (j = indx; insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems; j++, insert >>= 1)
3563             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
3564               {
3565                 struct expr *expr = index_map[j];
3566                 struct occr *occr;
3567
3568                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
3569                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3570                   {
3571                     if (! occr->deleted_p)
3572                       continue;
3573
3574                     /* Insert this expression on this edge if it would
3575                        reach the deleted occurrence in BB.  */
3576                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
3577                       {
3578                         rtx insn;
3579                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
3580
3581                         /* We can't insert anything on an abnormal and
3582                            critical edge, so we insert the insn at the end of
3583                            the previous block. There are several alternatives
3584                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
3585                            handling this situation.  This one is easiest for
3586                            now.  */
3587
3588                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
3589                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb, 0);
3590                         else
3591                           {
3592                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
3593                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
3594                           }
3595
3596                         if (dump_file)
3597                           {
3598                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
3599                                      bb->index,
3600                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
3601                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
3602                                      expr->bitmap_index);
3603                           }
3604
3605                         update_ld_motion_stores (expr);
3606                         SET_BIT (inserted[e], j);
3607                         did_insert = 1;
3608                         gcse_create_count++;
3609                       }
3610                   }
3611               }
3612         }
3613     }
3614
3615   sbitmap_vector_free (inserted);
3616   return did_insert;
3617 }
3618
3619 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
3620    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
3621      reaching_reg <- old_reg
3622    it's better to do the following:
3623      reaching_reg <- expr
3624      old_reg      <- reaching_reg
3625    because this way copy propagation can discover additional PRE
3626    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
3627    When "expr" is a store, i.e.
3628    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
3629      reaching_reg <- old_reg
3630    it's better to add it before as follows:
3631      reaching_reg <- old_reg
3632      MEM          <- reaching_reg.  */
3633
3634 static void
3635 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
3636 {
3637   rtx reg = expr->reaching_reg;
3638   int regno = REGNO (reg);
3639   int indx = expr->bitmap_index;
3640   rtx pat = PATTERN (insn);
3641   rtx set, first_set, new_insn;
3642   rtx old_reg;
3643   int i;
3644
3645   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
3646   switch (GET_CODE (pat))
3647     {
3648     case SET:
3649       set = pat;
3650       break;
3651
3652     case PARALLEL:
3653       /* Search through the parallel looking for the set whose
3654          source was the expression that we're interested in.  */
3655       first_set = NULL_RTX;
3656       set = NULL_RTX;
3657       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
3658         {
3659           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
3660           if (GET_CODE (x) == SET)
3661             {
3662               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
3663                  may not find an equivalent expression, but in this
3664                  case the PARALLEL will have a single set.  */
3665               if (first_set == NULL_RTX)
3666                 first_set = x;
3667               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
3668                 {
3669                   set = x;
3670                   break;
3671                 }
3672             }
3673         }
3674
3675       gcc_assert (first_set);
3676       if (set == NULL_RTX)
3677         set = first_set;
3678       break;
3679
3680     default:
3681       gcc_unreachable ();
3682     }
3683
3684   if (REG_P (SET_DEST (set)))
3685     {
3686       old_reg = SET_DEST (set);
3687       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
3688       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
3689         {
3690           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
3691           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3692         }
3693       else
3694         {
3695           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
3696           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3697         }
3698     }
3699   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
3700     {
3701       old_reg = SET_SRC (set);
3702       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
3703
3704       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
3705       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
3706         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
3707       else
3708         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3709     }
3710
3711   gcse_create_count++;
3712
3713   if (dump_file)
3714     fprintf (dump_file,
3715              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
3716               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
3717               INSN_UID (insn), regno);
3718 }
3719
3720 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
3721    to `reaching_reg'.  */
3722
3723 static void
3724 pre_insert_copies (void)
3725 {
3726   unsigned int i, added_copy;
3727   struct expr *expr;
3728   struct occr *occr;
3729   struct occr *avail;
3730
3731   /* For each available expression in the table, copy the result to
3732      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
3733
3734      ??? The current algorithm is rather brute force.
3735      Need to do some profiling.  */
3736
3737   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3738     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
3739       {
3740         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
3741            we don't want to insert a copy here because the expression may not
3742            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
3743            deleted.  This test also avoids further processing if the
3744            expression wasn't deleted anywhere.  */
3745         if (expr->reaching_reg == NULL)
3746           continue;
3747
3748         /* Set when we add a copy for that expression.  */
3749         added_copy = 0;
3750
3751         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3752           {
3753             if (! occr->deleted_p)
3754               continue;
3755
3756             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
3757               {
3758                 rtx insn = avail->insn;
3759
3760                 /* No need to handle this one if handled already.  */
3761                 if (avail->copied_p)
3762                   continue;
3763
3764                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
3765                 if (INSN_DELETED_P (insn))
3766                   continue;
3767
3768                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
3769                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
3770                                                expr,
3771                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
3772                   continue;
3773
3774                 added_copy = 1;
3775
3776                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
3777                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
3778                 avail->copied_p = 1;
3779               }
3780           }
3781
3782           if (added_copy)
3783             update_ld_motion_stores (expr);
3784       }
3785 }
3786
3787 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
3788    in INSN.  */
3789 static rtx
3790 gcse_emit_move_after (rtx src, rtx dest, rtx insn)
3791 {
3792   rtx new_rtx;
3793   rtx set = single_set (insn), set2;
3794   rtx note;
3795   rtx eqv;
3796
3797   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
3798      we've verified to be valid.  */
3799
3800   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
3801
3802   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
3803   set2 = single_set (new_rtx);
3804   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
3805     return new_rtx;
3806   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
3807     eqv = XEXP (note, 0);
3808   else
3809     eqv = SET_SRC (set);
3810
3811   set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
3812
3813   return new_rtx;
3814 }
3815
3816 /* Delete redundant computations.
3817    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
3818    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
3819    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
3820
3821    Returns nonzero if a change is made.  */
3822
3823 static int
3824 pre_delete (void)
3825 {
3826   unsigned int i;
3827   int changed;
3828   struct expr *expr;
3829   struct occr *occr;
3830
3831   changed = 0;
3832   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3833     for (expr = expr_hash_table.table[i];
3834          expr != NULL;
3835          expr = expr->next_same_hash)
3836       {
3837         int indx = expr->bitmap_index;
3838
3839         /* We only need to search antic_occr since we require
3840            ANTLOC != 0.  */
3841
3842         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3843           {
3844             rtx insn = occr->insn;
3845             rtx set;
3846             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3847
3848             /* We only delete insns that have a single_set.  */
3849             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx)
3850                 && (set = single_set (insn)) != 0
3851                 && dbg_cnt (pre_insn))
3852               {
3853                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3854                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
3855                    the mode of the original destination pseudo.  */
3856                 if (expr->reaching_reg == NULL)
3857                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3858
3859                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
3860                 delete_insn (insn);
3861                 occr->deleted_p = 1;
3862                 changed = 1;
3863                 gcse_subst_count++;
3864
3865                 if (dump_file)
3866                   {
3867                     fprintf (dump_file,
3868                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
3869                                INSN_UID (insn), indx);
3870                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
3871                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
3872                   }
3873               }
3874           }
3875       }
3876
3877   return changed;
3878 }
3879
3880 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
3881    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
3882    has been done.
3883
3884    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
3885    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
3886    Compiler Design and Implementation.
3887
3888    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
3889    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
3890    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
3891    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
3892    through the block.
3893
3894    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
3895    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
3896    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
3897    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
3898    redundancies.  */
3899
3900 static int
3901 pre_gcse (void)
3902 {
3903   unsigned int i;
3904   int did_insert, changed;
3905   struct expr **index_map;
3906   struct expr *expr;
3907
3908   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3909      hash table entry.  */
3910
3911   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
3912   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3913     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
3914       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3915
3916   /* Delete the redundant insns first so that
3917      - we know what register to use for the new insns and for the other
3918        ones with reaching expressions
3919      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
3920
3921   changed = pre_delete ();
3922   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
3923
3924   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
3925      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
3926   pre_insert_copies ();
3927   if (did_insert)
3928     {
3929       commit_edge_insertions ();
3930       changed = 1;
3931     }
3932
3933   free (index_map);
3934   return changed;
3935 }
3936
3937 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
3938
3939    Return nonzero if a change was made.  */
3940
3941 static int
3942 one_pre_gcse_pass (void)
3943 {
3944   int changed = 0;
3945
3946   gcse_subst_count = 0;
3947   gcse_create_count = 0;
3948
3949   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3950   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3951       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
3952     return 0;
3953
3954   /* We need alias.  */
3955   init_alias_analysis ();
3956
3957   bytes_used = 0;
3958   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3959   alloc_gcse_mem ();
3960
3961   alloc_hash_table (&expr_hash_table, 0);
3962   add_noreturn_fake_exit_edges ();
3963   if (flag_gcse_lm)
3964     compute_ld_motion_mems ();
3965
3966   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3967   trim_ld_motion_mems ();
3968   if (dump_file)
3969     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
3970
3971   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3972     {
3973       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
3974       compute_pre_data ();
3975       changed |= pre_gcse ();
3976       free_edge_list (edge_list);
3977       free_pre_mem ();
3978     }
3979
3980   free_ldst_mems ();
3981   remove_fake_exit_edges ();
3982   free_hash_table (&expr_hash_table);
3983
3984   free_gcse_mem ();
3985   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3986
3987   /* We are finished with alias.  */
3988   end_alias_analysis ();
3989
3990   if (dump_file)
3991     {
3992       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3993                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
3994       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3995                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3996     }
3997
3998   return changed;
3999 }
4000 \f
4001 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
4002    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
4003    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
4004    that note, because the following loop optimization pass requires
4005    them.  */
4006
4007 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
4008    then we would not need to do this here, because jump would add the
4009    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
4010
4011 static void
4012 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
4013 {
4014   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
4015   int i, j;
4016   const char *fmt;
4017
4018   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
4019     {
4020       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
4021          avoid flow generating (slightly) worse code.
4022
4023          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
4024          mark_jump_label for additional information).  */
4025
4026       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
4027          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
4028          notes.  */
4029       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
4030       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
4031
4032       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
4033         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
4034
4035       return;
4036     }
4037
4038   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
4039     {
4040       if (fmt[i] == 'e')
4041         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
4042       else if (fmt[i] == 'E')
4043         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4044           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
4045     }
4046 }
4047
4048 /* Compute transparent outgoing information for each block.
4049
4050    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
4051    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
4052    when the edge is traversed through a call.  This happens with
4053    non-local labels and exceptions.
4054
4055    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
4056    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
4057    it should be possible with exception handling, since we still have
4058    control over which handler should be invoked.  But due to increased
4059    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
4060
4061 static void
4062 compute_transpout (void)
4063 {
4064   basic_block bb;
4065   unsigned int i;
4066   struct expr *expr;
4067
4068   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
4069
4070   FOR_EACH_BB (bb)
4071     {
4072       /* Note that flow inserted a nop at the end of basic blocks that
4073          end in call instructions for reasons other than abnormal
4074          control flow.  */
4075       if (! CALL_P (BB_END (bb)))
4076         continue;
4077
4078       for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4079         for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
4080           if (MEM_P (expr->expr))
4081             {
4082               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
4083                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
4084                 continue;
4085
4086               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
4087                  analysis to determine if this mem is actually killed
4088                  by this call.  */
4089               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
4090             }
4091     }
4092 }
4093
4094 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
4095
4096 /* Very busy expressions.  */
4097 static sbitmap *hoist_vbein;
4098 static sbitmap *hoist_vbeout;
4099
4100 /* Hoistable expressions.  */
4101 static sbitmap *hoist_exprs;
4102
4103 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
4104    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
4105    more effective than the tail merging code in jump.c.
4106
4107    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
4108    code hoisting.  It would be nice.  */
4109
4110 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
4111
4112 static void
4113 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
4114 {
4115   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4116   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4117   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4118
4119   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4120   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4121   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4122   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4123 }
4124
4125 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
4126
4127 static void
4128 free_code_hoist_mem (void)
4129 {
4130   sbitmap_vector_free (antloc);
4131   sbitmap_vector_free (transp);
4132   sbitmap_vector_free (comp);
4133
4134   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
4135   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
4136   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
4137   sbitmap_vector_free (transpout);
4138
4139   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4140 }
4141
4142 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
4143
4144    An expression is very busy if all paths from a given point
4145    compute the expression.  */
4146
4147 static void
4148 compute_code_hoist_vbeinout (void)
4149 {
4150   int changed, passes;
4151   basic_block bb;
4152
4153   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
4154   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
4155
4156   passes = 0;
4157   changed = 1;
4158
4159   while (changed)
4160     {
4161       changed = 0;
4162
4163       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
4164          the convergence.  */
4165       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
4166         {
4167           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
4168             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
4169                                            hoist_vbein, bb->index);
4170
4171           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index],
4172                                               antloc[bb->index],
4173                                               hoist_vbeout[bb->index],
4174                                               transp[bb->index]);
4175         }
4176
4177       passes++;
4178     }
4179
4180   if (dump_file)
4181     fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
4182 }
4183
4184 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
4185
4186 static void
4187 compute_code_hoist_data (void)
4188 {
4189   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
4190   compute_transpout ();
4191   compute_code_hoist_vbeinout ();
4192   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4193   if (dump_file)
4194     fprintf (dump_file, "\n");
4195 }
4196
4197 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
4198    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
4199
4200    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
4201    to me that the expression must either be computed or transparent in
4202    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
4203    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
4204    the expression wasn't a loop invariant.
4205
4206    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
4207    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
4208    paths.  */
4209
4210 static int
4211 hoist_expr_reaches_here_p (basic_block expr_bb, int expr_index, basic_block bb, char *visited)
4212 {
4213   edge pred;
4214   edge_iterator ei;
4215   int visited_allocated_locally = 0;
4216
4217
4218   if (visited == NULL)
4219     {
4220       visited_allocated_locally = 1;
4221       visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
4222     }
4223
4224   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
4225     {
4226       basic_block pred_bb = pred->src;
4227
4228       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
4229         break;
4230       else if (pred_bb == expr_bb)
4231         continue;
4232       else if (visited[pred_bb->index])
4233         continue;
4234
4235       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4236       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
4237         break;
4238       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
4239         break;
4240
4241       /* Not killed.  */
4242       else
4243         {
4244           visited[pred_bb->index] = 1;
4245           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
4246                                            pred_bb, visited))
4247             break;
4248         }
4249     }
4250   if (visited_allocated_locally)
4251     free (visited);
4252
4253   return (pred == NULL);
4254 }
4255 \f
4256 /* Actually perform code hoisting.  */
4257
4258 static int
4259 hoist_code (void)
4260 {
4261   basic_block bb, dominated;
4262   VEC (basic_block, heap) *domby;
4263   unsigned int i,j;
4264   struct expr **index_map;
4265   struct expr *expr;
4266   int changed = 0;
4267
4268   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
4269
4270   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4271      hash table entry.  */
4272
4273   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4274   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4275     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4276       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4277
4278   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
4279      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
4280   FOR_EACH_BB (bb)
4281     {
4282       int found = 0;
4283       int insn_inserted_p;
4284
4285       domby = get_dominated_by (CDI_DOMINATORS, bb);
4286       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
4287          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
4288       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
4289         {
4290           int hoistable = 0;
4291
4292           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i)
4293               && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
4294             {
4295               /* We've found a potentially hoistable expression, now
4296                  we look at every block BB dominates to see if it
4297                  computes the expression.  */
4298               for (j = 0; VEC_iterate (basic_block, domby, j, dominated); j++)
4299                 {
4300                   /* Ignore self dominance.  */
4301                   if (bb == dominated)
4302                     continue;
4303                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
4304                      the busy expression and whether or not moving that
4305                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
4306                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
4307                     continue;
4308
4309                   /* Note if the expression would reach the dominated block
4310                      unimpared if it was placed at the end of BB.
4311
4312                      Keep track of how many times this expression is hoistable
4313                      from a dominated block into BB.  */
4314                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
4315                     hoistable++;
4316                 }
4317
4318               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
4319                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
4320                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
4321                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
4322                  allocation.  One could increase this value to try harder
4323                  to avoid any possible code expansion due to register
4324                  allocation issues; however experiments have shown that
4325                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
4326                  from two successors, so raising this threshold is likely
4327                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
4328               if (hoistable > 1)
4329                 {
4330                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
4331                   found = 1;
4332                 }
4333             }
4334         }
4335       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
4336       if (! found)
4337         {
4338           VEC_free (basic_block, heap, domby);
4339           continue;
4340         }
4341
4342       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
4343       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
4344         {
4345           /* We want to insert the expression into BB only once, so
4346              note when we've inserted it.  */
4347           insn_inserted_p = 0;
4348
4349           /* These tests should be the same as the tests above.  */
4350           if (TEST_BIT (hoist_exprs[bb->index], i))
4351             {
4352               /* We've found a potentially hoistable expression, now
4353                  we look at every block BB dominates to see if it
4354                  computes the expression.  */
4355               for (j = 0; VEC_iterate (basic_block, domby, j, dominated); j++)
4356                 {
4357                   /* Ignore self dominance.  */
4358                   if (bb == dominated)
4359                     continue;
4360
4361                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
4362                      the busy expression and whether or not moving that
4363                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
4364                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
4365                     continue;
4366
4367                   /* The expression is computed in the dominated block and
4368                      it would be safe to compute it at the start of the
4369                      dominated block.  Now we have to determine if the
4370                      expression would reach the dominated block if it was
4371                      placed at the end of BB.  */
4372                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
4373                     {
4374                       struct expr *expr = index_map[i];
4375                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
4376                       rtx insn;
4377                       rtx set;
4378
4379                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
4380                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
4381                         occr = occr->next;
4382
4383                       gcc_assert (occr);
4384                       insn = occr->insn;
4385                       set = single_set (insn);
4386                       gcc_assert (set);
4387
4388                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4389                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
4390                          from the mode of the original destination pseudo.  */
4391                       if (expr->reaching_reg == NULL)
4392                         expr->reaching_reg
4393                           = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
4394
4395                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
4396                       delete_insn (insn);
4397                       occr->deleted_p = 1;
4398                       changed = 1;
4399                       gcse_subst_count++;
4400
4401                       if (!insn_inserted_p)
4402                         {
4403                           insert_insn_end_basic_block (index_map[i], bb, 0);
4404                           insn_inserted_p = 1;
4405                         }
4406                     }
4407                 }
4408             }
4409         }
4410       VEC_free (basic_block, heap, domby);
4411     }
4412
4413   free (index_map);
4414
4415   return changed;
4416 }
4417
4418 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
4419
4420    Return nonzero if a change was made.  */
4421
4422 static int
4423 one_code_hoisting_pass (void)
4424 {
4425   int changed = 0;
4426
4427   gcse_subst_count = 0;
4428   gcse_create_count = 0;
4429
4430   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
4431   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
4432       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
4433     return 0;
4434
4435   /* We need alias.  */
4436   init_alias_analysis ();
4437
4438   bytes_used = 0;
4439   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
4440   alloc_gcse_mem ();
4441
4442   alloc_hash_table (&expr_hash_table, 0);
4443   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4444   if (dump_file)
4445     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
4446
4447   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
4448     {
4449       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
4450       compute_code_hoist_data ();
4451       changed = hoist_code ();
4452       free_code_hoist_mem ();
4453     }
4454
4455   free_hash_table (&expr_hash_table);
4456   free_gcse_mem ();
4457   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
4458
4459   /* We are finished with alias.  */
4460   end_alias_analysis ();
4461
4462   if (dump_file)
4463     {
4464       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
4465                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
4466       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
4467                gcse_subst_count, gcse_create_count);
4468     }
4469
4470   return changed;
4471 }
4472 \f
4473 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
4474     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
4475     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
4476
4477             int i;
4478             float a[10];
4479
4480             void foo(float scale)
4481             {
4482               for (i=0; i<10; i++)
4483                 a[i] *= scale;
4484             }
4485
4486     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
4487     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
4488     of the loop.
4489
4490       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
4491     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
4492     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
4493
4494       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
4495     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
4496     in the loop.  */
4497
4498 static hashval_t
4499 pre_ldst_expr_hash (const void *p)
4500 {
4501   int do_not_record_p = 0;
4502   const struct ls_expr *const x = (const struct ls_expr *) p;
4503   return hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
4504 }
4505
4506 static int
4507 pre_ldst_expr_eq (const void *p1, const void *p2)
4508 {
4509   const struct ls_expr *const ptr1 = (const struct ls_expr *) p1,
4510     *const ptr2 = (const struct ls_expr *) p2;
4511   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
4512 }
4513
4514 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
4515    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
4516
4517 static struct ls_expr *
4518 ldst_entry (rtx x)
4519 {
4520   int do_not_record_p = 0;
4521   struct ls_expr * ptr;
4522   unsigned int hash;
4523   void **slot;
4524   struct ls_expr e;
4525
4526   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
4527                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
4528
4529   e.pattern = x;
4530   slot = htab_find_slot_with_hash (pre_ldst_table, &e, hash, INSERT);
4531   if (*slot)
4532     return (struct ls_expr *)*slot;
4533
4534   ptr = XNEW (struct ls_expr);
4535
4536   ptr->next         = pre_ldst_mems;
4537   ptr->expr         = NULL;
4538   ptr->pattern      = x;
4539   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
4540   ptr->loads        = NULL_RTX;
4541   ptr->stores       = NULL_RTX;
4542   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
4543   ptr->invalid      = 0;
4544   ptr->index        = 0;
4545   ptr->hash_index   = hash;
4546   pre_ldst_mems     = ptr;
4547   *slot = ptr;
4548
4549   return ptr;
4550 }
4551
4552 /* Free up an individual ldst entry.  */
4553
4554 static void
4555 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
4556 {
4557   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
4558   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
4559
4560   free (ptr);
4561 }
4562
4563 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
4564
4565 static void
4566 free_ldst_mems (void)
4567 {
4568   if (pre_ldst_table)
4569     htab_delete (pre_ldst_table);
4570   pre_ldst_table = NULL;
4571
4572   while (pre_ldst_mems)
4573     {
4574       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
4575
4576       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
4577
4578       free_ldst_entry (tmp);
4579     }
4580
4581   pre_ldst_mems = NULL;
4582 }
4583
4584 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
4585
4586 static void
4587 print_ldst_list (FILE * file)
4588 {
4589   struct ls_expr * ptr;
4590
4591   fprintf (file, "LDST list: \n");
4592
4593   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
4594     {
4595       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
4596
4597       print_rtl (file, ptr->pattern);
4598
4599       fprintf (file, "\n         Loads : ");
4600
4601       if (ptr->loads)
4602         print_rtl (file, ptr->loads);
4603       else
4604         fprintf (file, "(nil)");
4605
4606       fprintf (file, "\n        Stores : ");
4607
4608       if (ptr->stores)
4609         print_rtl (file, ptr->stores);
4610       else
4611         fprintf (file, "(nil)");
4612
4613       fprintf (file, "\n\n");
4614     }
4615
4616   fprintf (file, "\n");
4617 }
4618
4619 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
4620
4621 static struct ls_expr *
4622 find_rtx_in_ldst (rtx x)
4623 {
4624   struct ls_expr e;
4625   void **slot;
4626   if (!pre_ldst_table)
4627     return NULL;
4628   e.pattern = x;
4629   slot = htab_find_slot (pre_ldst_table, &e, NO_INSERT);
4630   if (!slot || ((struct ls_expr *)*slot)->invalid)
4631     return NULL;
4632   return (struct ls_expr *) *slot;
4633 }
4634
4635 /* Return first item in the list.  */
4636
4637 static inline struct ls_expr *
4638 first_ls_expr (void)
4639 {
4640   return pre_ldst_mems;
4641 }
4642
4643 /* Return the next item in the list after the specified one.  */
4644
4645 static inline struct ls_expr *
4646 next_ls_expr (struct ls_expr * ptr)
4647 {
4648   return ptr->next;
4649 }
4650 \f
4651 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
4652
4653 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
4654    side effects. These are the types of loads we consider for the
4655    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
4656
4657 static int
4658 simple_mem (const_rtx x)
4659 {
4660   if (! MEM_P (x))
4661     return 0;
4662
4663   if (MEM_VOLATILE_P (x))
4664     return 0;
4665
4666   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
4667     return 0;
4668
4669   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
4670      that may trap. If we are not, the behavior is undefined, so we may just
4671      continue.  */
4672   if (flag_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
4673     return 0;
4674
4675   if (side_effects_p (x))
4676     return 0;
4677
4678   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
4679   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
4680     return 0;
4681
4682   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
4683     return 0;
4684
4685   return 1;
4686 }
4687
4688 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
4689    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
4690    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
4691    loads since the aliasing code will allow all entries in the
4692    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
4693    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
4694    fix it up.  */
4695
4696 static void
4697 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
4698 {
4699   const char * fmt;
4700   int i, j;
4701   struct ls_expr * ptr;
4702
4703   /* Invalidate it in the list.  */
4704   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
4705     {
4706       ptr = ldst_entry (x);
4707       ptr->invalid = 1;
4708     }
4709
4710   /* Recursively process the insn.  */
4711   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
4712
4713   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
4714     {
4715       if (fmt[i] == 'e')
4716         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
4717       else if (fmt[i] == 'E')
4718         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4719           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
4720     }
4721 }
4722
4723 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
4724    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
4725    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
4726    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
4727    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
4728    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
4729    later.  */
4730
4731 static void
4732 compute_ld_motion_mems (void)
4733 {
4734   struct ls_expr * ptr;
4735   basic_block bb;
4736   rtx insn;
4737
4738   pre_ldst_mems = NULL;
4739   pre_ldst_table = htab_create (13, pre_ldst_expr_hash,
4740                                 pre_ldst_expr_eq, NULL);
4741
4742   FOR_EACH_BB (bb)
4743     {
4744       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
4745         {
4746           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
4747             {
4748               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
4749                 {
4750                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
4751                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4752
4753                   /* Check for a simple LOAD...  */
4754                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
4755                     {
4756                       ptr = ldst_entry (src);
4757                       if (REG_P (dest))
4758                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
4759                       else
4760                         ptr->invalid = 1;
4761                     }
4762                   else
4763                     {
4764                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
4765                       invalidate_any_buried_refs (src);
4766                     }
4767
4768                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
4769                      will block any movement we might do later. We only care
4770                      about this exact pattern since those are the only
4771                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
4772                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
4773                     {
4774                       ptr = ldst_entry (dest);
4775
4776                       if (! MEM_P (src)
4777                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
4778                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
4779                              returns 0 for all REGs.  */
4780                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4781                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4782                       else
4783                         ptr->invalid = 1;
4784                     }
4785                 }
4786               else
4787                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4788             }
4789         }
4790     }
4791 }
4792
4793 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4794    expression list for pre gcse.  */
4795
4796 static void
4797 trim_ld_motion_mems (void)
4798 {
4799   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
4800   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
4801
4802   while (ptr != NULL)
4803     {
4804       struct expr * expr;
4805
4806       /* Delete if entry has been made invalid.  */
4807       if (! ptr->invalid)
4808         {
4809           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
4810           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
4811
4812           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
4813                expr != NULL;
4814                expr = expr->next_same_hash)
4815             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
4816               break;
4817         }
4818       else
4819         expr = (struct expr *) 0;
4820
4821       if (expr)
4822         {
4823           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
4824           ptr->expr = expr;
4825           last = & ptr->next;
4826           ptr = ptr->next;
4827         }
4828       else
4829         {
4830           *last = ptr->next;
4831           htab_remove_elt_with_hash (pre_ldst_table, ptr, ptr->hash_index);
4832           free_ldst_entry (ptr);
4833           ptr = * last;
4834         }
4835     }
4836
4837   /* Show the world what we've found.  */
4838   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
4839     print_ldst_list (dump_file);
4840 }
4841
4842 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4843    a reaching register, and update any stores that are needed if
4844    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4845    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4846    the reaching register into the store location. These keeps the
4847    correct value in the reaching register for the loads.  */
4848
4849 static void
4850 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
4851 {
4852   struct ls_expr * mem_ptr;
4853
4854   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4855     {
4856       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4857          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4858          dead and should be eliminated later.  */
4859
4860       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4861          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4862          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4863          (set reg expr) in that insn.  */
4864       rtx list = mem_ptr->stores;
4865
4866       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4867         {
4868           rtx insn = XEXP (list, 0);
4869           rtx pat = PATTERN (insn);
4870           rtx src = SET_SRC (pat);
4871           rtx reg = expr->reaching_reg;
4872           rtx copy;
4873
4874           /* If we've already copied it, continue.  */
4875           if (expr->reaching_reg == src)
4876             continue;
4877
4878           if (dump_file)
4879             {
4880               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4881               print_rtl (dump_file, expr->reaching_reg);
4882               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4883               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4884               fprintf (dump_file, "\n");
4885             }
4886
4887           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4888           emit_insn_before (copy, insn);
4889           SET_SRC (pat) = reg;
4890           df_insn_rescan (insn);
4891
4892           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4893           INSN_CODE (insn) = -1;
4894           gcse_create_count++;
4895         }
4896     }
4897 }
4898 \f
4899 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4900    optimization about to be performed.  */
4901
4902 static bool
4903 is_too_expensive (const char *pass)
4904 {
4905   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4906      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4907      particularly useful.
4908
4909      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4910      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4911      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4912      threshold the number of blocks, uses something with a more
4913      graceful degradation.  */
4914   if (n_edges > 20000 + n_basic_blocks * 4)
4915     {
4916       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4917                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4918                pass, n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
4919
4920       return true;
4921     }
4922
4923   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
4924      storage it's better just to disable the optimization.  */
4925   if ((n_basic_blocks
4926        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4927        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4928     {
4929       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4930                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4931                pass, n_basic_blocks, max_reg_num ());
4932
4933       return true;
4934     }
4935
4936   return false;
4937 }
4938
4939 \f
4940 /* Main function for the CPROP pass.  */
4941
4942 static int
4943 one_cprop_pass (void)
4944 {
4945   int changed = 0;
4946
4947   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
4948   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
4949       || is_too_expensive (_ ("const/copy propagation disabled")))
4950     return 0;
4951
4952   global_const_prop_count = local_const_prop_count = 0;
4953   global_copy_prop_count = local_copy_prop_count = 0;
4954
4955   bytes_used = 0;
4956   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
4957   alloc_gcse_mem ();
4958
4959   /* Do a local const/copy propagation pass first.  The global pass
4960      only handles global opportunities.
4961      If the local pass changes something, remove any unreachable blocks
4962      because the CPROP global dataflow analysis may get into infinite
4963      loops for CFGs with unreachable blocks.
4964
4965      FIXME: This local pass should not be necessary after CSE (but for
4966             some reason it still is).  It is also (proven) not necessary
4967             to run the local pass right after FWPWOP.
4968
4969      FIXME: The global analysis would not get into infinite loops if it
4970             would use the DF solver (via df_simple_dataflow) instead of
4971             the solver implemented in this file.  */
4972   if (local_cprop_pass ())
4973     {
4974       delete_unreachable_blocks ();
4975       df_analyze ();
4976     }
4977
4978   /* Determine implicit sets.  */
4979   implicit_sets = XCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
4980   find_implicit_sets ();
4981
4982   alloc_hash_table (&set_hash_table, 1);
4983   compute_hash_table (&set_hash_table);
4984
4985   /* Free implicit_sets before peak usage.  */
4986   free (implicit_sets);
4987   implicit_sets = NULL;
4988
4989   if (dump_file)
4990     dump_hash_table (dump_file, "SET", &set_hash_table);
4991   if (set_hash_table.n_elems > 0)
4992     {
4993       basic_block bb;
4994       rtx insn;
4995
4996       alloc_cprop_mem (last_basic_block, set_hash_table.n_elems);
4997       compute_cprop_data ();
4998
4999       FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
5000         {
5001           /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since
5002              the start of the block].  */
5003           reset_opr_set_tables ();
5004
5005           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
5006             if (INSN_P (insn))
5007               {
5008                 changed |= cprop_insn (insn);
5009
5010                 /* Keep track of everything modified by this insn.  */
5011                 /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.
5012                        Don't call mark_oprs_set if we turned the
5013                        insn into a NOTE.  */
5014                 if (! NOTE_P (insn))
5015                   mark_oprs_set (insn);
5016               }
5017         }
5018
5019       changed |= bypass_conditional_jumps ();
5020       free_cprop_mem ();
5021     }
5022
5023   free_hash_table (&set_hash_table);
5024   free_gcse_mem ();
5025   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
5026
5027   if (dump_file)
5028     {
5029       fprintf (dump_file, "CPROP of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
5030                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
5031       fprintf (dump_file, "%d local const props, %d local copy props, ",
5032                local_const_prop_count, local_copy_prop_count);
5033       fprintf (dump_file, "%d global const props, %d global copy props\n\n",
5034                global_const_prop_count, global_copy_prop_count);
5035     }
5036
5037   return changed;
5038 }
5039
5040 \f
5041 /* All the passes implemented in this file.  Each pass has its
5042    own gate and execute function, and at the end of the file a
5043    pass definition for passes.c.
5044
5045    We do not construct an accurate cfg in functions which call
5046    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
5047    setjmp.
5048    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
5049
5050 static bool
5051 gate_rtl_cprop (void)
5052 {
5053   return optimize > 0 && flag_gcse
5054     && !cfun->calls_setjmp
5055     && dbg_cnt (cprop);
5056 }
5057
5058 static unsigned int
5059 execute_rtl_cprop (void)
5060 {
5061   delete_unreachable_blocks ();
5062   df_set_flags (DF_LR_RUN_DCE);
5063   df_analyze ();
5064   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_cprop_pass ();
5065   return 0;
5066 }
5067
5068 static bool
5069 gate_rtl_pre (void)
5070 {
5071   return optimize > 0 && flag_gcse
5072     && !cfun->calls_setjmp
5073     && optimize_function_for_speed_p (cfun)
5074     && dbg_cnt (pre);
5075 }
5076
5077 static unsigned int
5078 execute_rtl_pre (void)
5079 {
5080   delete_unreachable_blocks ();
5081   df_analyze ();
5082   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_pre_gcse_pass ();
5083   return 0;
5084 }
5085
5086 static bool
5087 gate_rtl_hoist (void)
5088 {
5089   return optimize > 0 && flag_gcse
5090     && !cfun->calls_setjmp
5091     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
5092        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
5093        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
5094     && optimize_function_for_size_p (cfun)
5095     && dbg_cnt (hoist);
5096 }
5097
5098 static unsigned int
5099 execute_rtl_hoist (void)
5100 {
5101   delete_unreachable_blocks ();
5102   df_analyze ();
5103   flag_rerun_cse_after_global_opts |= one_code_hoisting_pass ();
5104   return 0;
5105 }
5106
5107 struct rtl_opt_pass pass_rtl_cprop =
5108 {
5109  {
5110   RTL_PASS,
5111   "cprop",                              /* name */
5112   gate_rtl_cprop,                       /* gate */
5113   execute_rtl_cprop,                    /* execute */
5114   NULL,                                 /* sub */
5115   NULL,                                 /* next */
5116   0,                                    /* static_pass_number */
5117   TV_CPROP,                             /* tv_id */
5118   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5119   0,                                    /* properties_provided */
5120   0,                                    /* properties_destroyed */
5121   0,                                    /* todo_flags_start */
5122   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5123   TODO_dump_func |
5124   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5125  }
5126 };
5127
5128 struct rtl_opt_pass pass_rtl_pre =
5129 {
5130  {
5131   RTL_PASS,
5132   "rtl pre",                            /* name */
5133   gate_rtl_pre,                         /* gate */
5134   execute_rtl_pre,                      /* execute */
5135   NULL,                                 /* sub */
5136   NULL,                                 /* next */
5137   0,                                    /* static_pass_number */
5138   TV_PRE,                               /* tv_id */
5139   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5140   0,                                    /* properties_provided */
5141   0,                                    /* properties_destroyed */
5142   0,                                    /* todo_flags_start */
5143   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5144   TODO_dump_func |
5145   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5146  }
5147 };
5148
5149 struct rtl_opt_pass pass_rtl_hoist =
5150 {
5151  {
5152   RTL_PASS,
5153   "hoist",                              /* name */
5154   gate_rtl_hoist,                       /* gate */
5155   execute_rtl_hoist,                    /* execute */
5156   NULL,                                 /* sub */
5157   NULL,                                 /* next */
5158   0,                                    /* static_pass_number */
5159   TV_HOIST,                             /* tv_id */
5160   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5161   0,                                    /* properties_provided */
5162   0,                                    /* properties_destroyed */
5163   0,                                    /* todo_flags_start */
5164   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5165   TODO_dump_func |
5166   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5167  }
5168 };
5169
5170 #include "gt-gcse.h"