OSDN Git Service

Use ## for comment.
[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
4    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 2, 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 COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* TODO
24    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
25    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
26      calc of how many regs are available in each class and use that to
27      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
28    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
29      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
30      allows more load motion, particularly out of loops.
31    - ability to realloc sbitmap vectors would allow one initial computation
32      of reg_set_in_block with only subsequent additions, rather than
33      recomputing it for each pass
34
35 */
36
37 /* References searched while implementing this.
38
39    Compilers Principles, Techniques and Tools
40    Aho, Sethi, Ullman
41    Addison-Wesley, 1988
42
43    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
44    E. Morel, C. Renvoise
45    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
46
47    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
48    Frederick Chow
49    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
50
51    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
52    D.M. Dhamdhere
53    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
54
55    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
56    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
57    K-H Drechsler, M.P. Stadel
58    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
59
60    Practical Adaptation of the Global Optimization
61    Algorithm of Morel and Renvoise
62    D.M. Dhamdhere
63    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
64
65    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
66    Dependence Graph
67    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
68    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
69
70    Lazy Code Motion
71    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
72    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
73
74    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
75    Time for Reducible Flow Control
76    Thomas Ball
77    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
78    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
79
80    An Efficient Representation for Sparse Sets
81    Preston Briggs, Linda Torczon
82    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
83    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
84
85    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
86    K-H Drechsler, M.P. Stadel
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
88
89    Partial Dead Code Elimination
90    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    Effective Partial Redundancy Elimination
94    P. Briggs, K.D. Cooper
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
98    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
99    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
100
101    Optimal Code Motion: Theory and Practice
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
104
105    The power of assignment motion
106    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Global code motion / global value numbering
110    C. Click
111    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
112
113    Value Driven Redundancy Elimination
114    L.T. Simpson
115    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
116
117    Value Numbering
118    L.T. Simpson
119    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
120
121    High Performance Compilers for Parallel Computing
122    Michael Wolfe
123    Addison-Wesley, 1996
124
125    Advanced Compiler Design and Implementation
126    Steven Muchnick
127    Morgan Kaufmann, 1997
128
129    Building an Optimizing Compiler
130    Robert Morgan
131    Digital Press, 1998
132
133    People wishing to speed up the code here should read:
134      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
135      B.G. Ryder, M.C. Paull
136      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
137
138      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
139      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
140      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
141
142    People wishing to do something different can find various possibilities
143    in the above papers and elsewhere.
144 */
145
146 #include "config.h"
147 #include "system.h"
148 #include "toplev.h"
149
150 #include "rtl.h"
151 #include "tm_p.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "hard-reg-set.h"
154 #include "flags.h"
155 #include "real.h"
156 #include "insn-config.h"
157 #include "recog.h"
158 #include "basic-block.h"
159 #include "output.h"
160 #include "function.h"
161 #include "expr.h"
162 #include "except.h"
163 #include "ggc.h"
164 #include "params.h"
165
166 #include "obstack.h"
167 #define obstack_chunk_alloc gmalloc
168 #define obstack_chunk_free free
169
170 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
171    moving loop invariant calculations out of loops.
172
173    Originally this tended to create worse overall code, but several
174    improvements during the development of PRE seem to have made following
175    back edges generally a win.
176
177    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
178    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
179    out of loops.  At some point we might need to move some of those
180    heuristics into gcse.c.  */
181 #define FOLLOW_BACK_EDGES 1
182
183 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
184    are a superset of those done by GCSE.
185
186    We perform the following steps:
187
188    1) Compute basic block information.
189
190    2) Compute table of places where registers are set.
191
192    3) Perform copy/constant propagation.
193
194    4) Perform global cse.
195
196    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
197
198    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
199    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
200    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
201    GCSE will try to use an existing register containing the common
202    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
203    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
204
205    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
206    (set (pseudo-reg) (expression)).
207    Function want_to_gcse_p says what these are.
208
209    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
210    partially redundant).
211
212    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
213    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
214    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
215
216    **********************
217
218    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
219    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
220    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
221    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
222    the expense.
223
224    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
225    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
226    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
227    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
228
229    It was found doing copy propagation between each pass enables further
230    substitutions.
231
232    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
233    awhile to converge.  Hence we only perform one pass.  The parameter max-gcse-passes can
234    be modified if one wants to experiment.
235
236    **********************
237
238    The steps for PRE are:
239
240    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
241
242    2) Perform the data flow analysis for PRE.
243
244    3) Delete the redundant instructions
245
246    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
247       redundant instructions fully redundant.
248
249    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
250       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
251
252    The deletion is done first so that when we do insertions we
253    know which pseudo reg to use.
254
255    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
256    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
257    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
258
259    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
260    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
261    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
262    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
263    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
264    each register in each block and thus can try to use an existing register.
265
266    **********************
267
268    A fair bit of simplicity is created by creating small functions for simple
269    tasks, even when the function is only called in one place.  This may
270    measurably slow things down [or may not] by creating more function call
271    overhead than is necessary.  The source is laid out so that it's trivial
272    to make the affected functions inline so that one can measure what speed
273    up, if any, can be achieved, and maybe later when things settle things can
274    be rearranged.
275
276    Help stamp out big monolithic functions!  */
277 \f
278 /* GCSE global vars.  */
279
280 /* -dG dump file.  */
281 static FILE *gcse_file;
282
283 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
284    want to do this for two cases.
285
286     * If we changed any jumps via cprop.
287
288     * If we added any labels via edge splitting.  */
289
290 static int run_jump_opt_after_gcse;
291
292 /* Bitmaps are normally not included in debugging dumps.
293    However it's useful to be able to print them from GDB.
294    We could create special functions for this, but it's simpler to
295    just allow passing stderr to the dump_foo fns.  Since stderr can
296    be a macro, we store a copy here.  */
297 static FILE *debug_stderr;
298
299 /* An obstack for our working variables.  */
300 static struct obstack gcse_obstack;
301
302 /* Non-zero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
303    This is trivially true for integer and floating point values.
304    It may or may not be true for condition codes.  */
305 static char can_copy_p[(int) NUM_MACHINE_MODES];
306
307 /* Non-zero if can_copy_p has been initialized.  */
308 static int can_copy_init_p;
309
310 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
311
312 /* Hash table of expressions.  */
313
314 struct expr
315 {
316   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
317   rtx expr;
318   /* Index in the available expression bitmaps.  */
319   int bitmap_index;
320   /* Next entry with the same hash.  */
321   struct expr *next_same_hash;
322   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
323      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
324      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
325      to the occurrence and the output is not used between the start of
326      the block and the occurrence.  */
327   struct occr *antic_occr;
328   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
329      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
330      basic block and the operands are not modified by following statements in
331      the basic block [including this insn].  */
332   struct occr *avail_occr;
333   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
334      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
335      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
336   rtx reaching_reg;
337 };
338
339 /* Occurrence of an expression.
340    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
341    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
342
343 struct occr
344 {
345   /* Next occurrence of this expression.  */
346   struct occr *next;
347   /* The insn that computes the expression.  */
348   rtx insn;
349   /* Non-zero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
350   char deleted_p;
351   /* Non-zero if this [available] occurrence has been copied to
352      reaching_reg.  */
353   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
354      the same byte.  */
355   char copied_p;
356 };
357
358 /* Expression and copy propagation hash tables.
359    Each hash table is an array of buckets.
360    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
361    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
362    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
363    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
364    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
365    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
366
367 /* Total size of the expression hash table, in elements.  */
368 static unsigned int expr_hash_table_size;
369
370 /* The table itself.
371    This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
372 static struct expr **expr_hash_table;
373
374 /* Total size of the copy propagation hash table, in elements.  */
375 static unsigned int set_hash_table_size;
376
377 /* The table itself.
378    This is an array of `set_hash_table_size' elements.  */
379 static struct expr **set_hash_table;
380
381 /* Mapping of uids to cuids.
382    Only real insns get cuids.  */
383 static int *uid_cuid;
384
385 /* Highest UID in UID_CUID.  */
386 static int max_uid;
387
388 /* Get the cuid of an insn.  */
389 #ifdef ENABLE_CHECKING
390 #define INSN_CUID(INSN) (INSN_UID (INSN) > max_uid ? (abort (), 0) : uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
391 #else
392 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
393 #endif
394
395 /* Number of cuids.  */
396 static int max_cuid;
397
398 /* Mapping of cuids to insns.  */
399 static rtx *cuid_insn;
400
401 /* Get insn from cuid.  */
402 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
403
404 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
405    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
406    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
407 static unsigned int max_gcse_regno;
408
409 /* Maximum number of cse-able expressions found.  */
410 static int n_exprs;
411
412 /* Maximum number of assignments for copy propagation found.  */
413 static int n_sets;
414
415 /* Table of registers that are modified.
416
417    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
418    is set.
419
420    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
421    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
422    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
423
424    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
425    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
426    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
427    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
428    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
429    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
430    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
431    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
432    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
433    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
434    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
435    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
436    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
437
438 typedef struct reg_set
439 {
440   /* The next setting of this register.  */
441   struct reg_set *next;
442   /* The insn where it was set.  */
443   rtx insn;
444 } reg_set;
445
446 static reg_set **reg_set_table;
447
448 /* Size of `reg_set_table'.
449    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
450    necessary.  */
451 static int reg_set_table_size;
452
453 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
454 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
455
456 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
457    or store motion.
458    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
459    anything except itself. (ie, loads and stores to a single location).
460    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
461    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
462    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
463    no side effects so we can re-issue the setter value.
464    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
465    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
466
467 struct ls_expr
468 {
469   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
470   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
471   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
472   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
473   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
474   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
475   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
476   int hash_index;               /* Index when in a hash table.  */
477   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
478 };
479
480 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
481 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
482
483 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
484    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
485    the start of the basic block.  */
486 static regset reg_set_bitmap;
487
488 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
489    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
490    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
491    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
492    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
493 static sbitmap *reg_set_in_block;
494
495 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
496    memory within that block.  */
497 static rtx * modify_mem_list;
498 bitmap modify_mem_list_set;
499
500 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
501 static rtx * canon_modify_mem_list;
502 bitmap canon_modify_mem_list_set;
503 /* Various variables for statistics gathering.  */
504
505 /* Memory used in a pass.
506    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
507    to keep an eye on memory usage.  */
508 static int bytes_used;
509
510 /* GCSE substitutions made.  */
511 static int gcse_subst_count;
512 /* Number of copy instructions created.  */
513 static int gcse_create_count;
514 /* Number of constants propagated.  */
515 static int const_prop_count;
516 /* Number of copys propagated.  */
517 static int copy_prop_count;
518 \f
519 /* These variables are used by classic GCSE.
520    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
521    be declared sooner.  */
522
523 /* Each block has a bitmap of each type.
524    The length of each blocks bitmap is:
525
526        max_cuid  - for reaching definitions
527        n_exprs - for available expressions
528
529    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
530    rd_kill[block_num][cuid_num]
531    ae_kill[block_num][expr_num]                  */
532
533 /* For reaching defs */
534 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
535
536 /* for available exprs */
537 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
538
539 /* Objects of this type are passed around by the null-pointer check
540    removal routines.  */
541 struct null_pointer_info
542 {
543   /* The basic block being processed.  */
544   basic_block current_block;
545   /* The first register to be handled in this pass.  */
546   unsigned int min_reg;
547   /* One greater than the last register to be handled in this pass.  */
548   unsigned int max_reg;
549   sbitmap *nonnull_local;
550   sbitmap *nonnull_killed;
551 };
552 \f
553 static void compute_can_copy    PARAMS ((void));
554 static char *gmalloc            PARAMS ((unsigned int));
555 static char *grealloc           PARAMS ((char *, unsigned int));
556 static char *gcse_alloc         PARAMS ((unsigned long));
557 static void alloc_gcse_mem      PARAMS ((rtx));
558 static void free_gcse_mem       PARAMS ((void));
559 static void alloc_reg_set_mem   PARAMS ((int));
560 static void free_reg_set_mem    PARAMS ((void));
561 static int get_bitmap_width     PARAMS ((int, int, int));
562 static void record_one_set      PARAMS ((int, rtx));
563 static void record_set_info     PARAMS ((rtx, rtx, void *));
564 static void compute_sets        PARAMS ((rtx));
565 static void hash_scan_insn      PARAMS ((rtx, int, int));
566 static void hash_scan_set       PARAMS ((rtx, rtx, int));
567 static void hash_scan_clobber   PARAMS ((rtx, rtx));
568 static void hash_scan_call      PARAMS ((rtx, rtx));
569 static int want_to_gcse_p       PARAMS ((rtx));
570 static int oprs_unchanged_p     PARAMS ((rtx, rtx, int));
571 static int oprs_anticipatable_p PARAMS ((rtx, rtx));
572 static int oprs_available_p     PARAMS ((rtx, rtx));
573 static void insert_expr_in_table PARAMS ((rtx, enum machine_mode, rtx,
574                                           int, int));
575 static void insert_set_in_table PARAMS ((rtx, rtx));
576 static unsigned int hash_expr   PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *, int));
577 static unsigned int hash_expr_1 PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *));
578 static unsigned int hash_string_1 PARAMS ((const char *));
579 static unsigned int hash_set    PARAMS ((int, int));
580 static int expr_equiv_p         PARAMS ((rtx, rtx));
581 static void record_last_reg_set_info PARAMS ((rtx, int));
582 static void record_last_mem_set_info PARAMS ((rtx));
583 static void record_last_set_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
584 static void compute_hash_table  PARAMS ((int));
585 static void alloc_set_hash_table PARAMS ((int));
586 static void free_set_hash_table PARAMS ((void));
587 static void compute_set_hash_table PARAMS ((void));
588 static void alloc_expr_hash_table PARAMS ((unsigned int));
589 static void free_expr_hash_table PARAMS ((void));
590 static void compute_expr_hash_table PARAMS ((void));
591 static void dump_hash_table     PARAMS ((FILE *, const char *, struct expr **,
592                                          int, int));
593 static struct expr *lookup_expr PARAMS ((rtx));
594 static struct expr *lookup_set  PARAMS ((unsigned int, rtx));
595 static struct expr *next_set    PARAMS ((unsigned int, struct expr *));
596 static void reset_opr_set_tables PARAMS ((void));
597 static int oprs_not_set_p       PARAMS ((rtx, rtx));
598 static void mark_call           PARAMS ((rtx));
599 static void mark_set            PARAMS ((rtx, rtx));
600 static void mark_clobber        PARAMS ((rtx, rtx));
601 static void mark_oprs_set       PARAMS ((rtx));
602 static void alloc_cprop_mem     PARAMS ((int, int));
603 static void free_cprop_mem      PARAMS ((void));
604 static void compute_transp      PARAMS ((rtx, int, sbitmap *, int));
605 static void compute_transpout   PARAMS ((void));
606 static void compute_local_properties PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
607                                               int));
608 static void compute_cprop_data  PARAMS ((void));
609 static void find_used_regs      PARAMS ((rtx *, void *));
610 static int try_replace_reg      PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
611 static struct expr *find_avail_set PARAMS ((int, rtx));
612 static int cprop_jump           PARAMS ((basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx));
613 static void mems_conflict_for_gcse_p PARAMS ((rtx, rtx, void *));
614 static int load_killed_in_block_p    PARAMS ((basic_block, int, rtx, int));
615 static void canon_list_insert        PARAMS ((rtx, rtx, void *));
616 static int cprop_insn           PARAMS ((basic_block, rtx, int));
617 static int cprop                PARAMS ((int));
618 static int one_cprop_pass       PARAMS ((int, int));
619 static struct expr *find_bypass_set PARAMS ((int, int));
620 static int bypass_block             PARAMS ((basic_block, rtx, rtx));
621 static int bypass_conditional_jumps PARAMS ((void));
622 static void alloc_pre_mem       PARAMS ((int, int));
623 static void free_pre_mem        PARAMS ((void));
624 static void compute_pre_data    PARAMS ((void));
625 static int pre_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, struct expr *,
626                                             basic_block));
627 static void insert_insn_end_bb  PARAMS ((struct expr *, basic_block, int));
628 static void pre_insert_copy_insn PARAMS ((struct expr *, rtx));
629 static void pre_insert_copies   PARAMS ((void));
630 static int pre_delete           PARAMS ((void));
631 static int pre_gcse             PARAMS ((void));
632 static int one_pre_gcse_pass    PARAMS ((int));
633 static void add_label_notes     PARAMS ((rtx, rtx));
634 static void alloc_code_hoist_mem PARAMS ((int, int));
635 static void free_code_hoist_mem PARAMS ((void));
636 static void compute_code_hoist_vbeinout PARAMS ((void));
637 static void compute_code_hoist_data PARAMS ((void));
638 static int hoist_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, int, basic_block,
639                                               char *));
640 static void hoist_code          PARAMS ((void));
641 static int one_code_hoisting_pass PARAMS ((void));
642 static void alloc_rd_mem        PARAMS ((int, int));
643 static void free_rd_mem         PARAMS ((void));
644 static void handle_rd_kill_set  PARAMS ((rtx, int, basic_block));
645 static void compute_kill_rd     PARAMS ((void));
646 static void compute_rd          PARAMS ((void));
647 static void alloc_avail_expr_mem PARAMS ((int, int));
648 static void free_avail_expr_mem PARAMS ((void));
649 static void compute_ae_gen      PARAMS ((void));
650 static int expr_killed_p        PARAMS ((rtx, basic_block));
651 static void compute_ae_kill     PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *));
652 static int expr_reaches_here_p  PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
653                                          basic_block, int));
654 static rtx computing_insn       PARAMS ((struct expr *, rtx));
655 static int def_reaches_here_p   PARAMS ((rtx, rtx));
656 static int can_disregard_other_sets PARAMS ((struct reg_set **, rtx, int));
657 static int handle_avail_expr    PARAMS ((rtx, struct expr *));
658 static int classic_gcse         PARAMS ((void));
659 static int one_classic_gcse_pass PARAMS ((int));
660 static void invalidate_nonnull_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
661 static void delete_null_pointer_checks_1 PARAMS ((unsigned int *,
662                                                   sbitmap *, sbitmap *,
663                                                   struct null_pointer_info *));
664 static rtx process_insert_insn  PARAMS ((struct expr *));
665 static int pre_edge_insert      PARAMS ((struct edge_list *, struct expr **));
666 static int expr_reaches_here_p_work PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
667                                              basic_block, int, char *));
668 static int pre_expr_reaches_here_p_work PARAMS ((basic_block, struct expr *,
669                                                  basic_block, char *));
670 static struct ls_expr * ldst_entry      PARAMS ((rtx));
671 static void free_ldst_entry             PARAMS ((struct ls_expr *));
672 static void free_ldst_mems              PARAMS ((void));
673 static void print_ldst_list             PARAMS ((FILE *));
674 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst PARAMS ((rtx));
675 static int enumerate_ldsts              PARAMS ((void));
676 static inline struct ls_expr * first_ls_expr PARAMS ((void));
677 static inline struct ls_expr * next_ls_expr  PARAMS ((struct ls_expr *));
678 static int simple_mem                   PARAMS ((rtx));
679 static void invalidate_any_buried_refs  PARAMS ((rtx));
680 static void compute_ld_motion_mems      PARAMS ((void));
681 static void trim_ld_motion_mems         PARAMS ((void));
682 static void update_ld_motion_stores     PARAMS ((struct expr *));
683 static void reg_set_info                PARAMS ((rtx, rtx, void *));
684 static int store_ops_ok                 PARAMS ((rtx, basic_block));
685 static void find_moveable_store         PARAMS ((rtx));
686 static int compute_store_table          PARAMS ((void));
687 static int load_kills_store             PARAMS ((rtx, rtx));
688 static int find_loads                   PARAMS ((rtx, rtx));
689 static int store_killed_in_insn         PARAMS ((rtx, rtx));
690 static int store_killed_after           PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
691 static int store_killed_before          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
692 static void build_store_vectors         PARAMS ((void));
693 static void insert_insn_start_bb        PARAMS ((rtx, basic_block));
694 static int insert_store                 PARAMS ((struct ls_expr *, edge));
695 static void replace_store_insn          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
696 static void delete_store                PARAMS ((struct ls_expr *,
697                                                  basic_block));
698 static void free_store_memory           PARAMS ((void));
699 static void store_motion                PARAMS ((void));
700 static void free_insn_expr_list_list    PARAMS ((rtx *));
701 static void clear_modify_mem_tables     PARAMS ((void));
702 static void free_modify_mem_tables      PARAMS ((void));
703 static rtx gcse_emit_move_after         PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
704 \f
705 /* Entry point for global common subexpression elimination.
706    F is the first instruction in the function.  */
707
708 int
709 gcse_main (f, file)
710      rtx f;
711      FILE *file;
712 {
713   int changed, pass;
714   /* Bytes used at start of pass.  */
715   int initial_bytes_used;
716   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
717   int max_pass_bytes;
718   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
719   char *gcse_obstack_bottom;
720
721   /* Insertion of instructions on edges can create new basic blocks; we
722      need the original basic block count so that we can properly deallocate
723      arrays sized on the number of basic blocks originally in the cfg.  */
724   int orig_bb_count;
725   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
726      setjmp, so just punt to be safe.  */
727   if (current_function_calls_setjmp)
728     return 0;
729
730   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
731   run_jump_opt_after_gcse = 0;
732
733   /* For calling dump_foo fns from gdb.  */
734   debug_stderr = stderr;
735   gcse_file = file;
736
737   /* Identify the basic block information for this function, including
738      successors and predecessors.  */
739   max_gcse_regno = max_reg_num ();
740
741   if (file)
742     dump_flow_info (file);
743
744   orig_bb_count = n_basic_blocks;
745   /* Return if there's nothing to do.  */
746   if (n_basic_blocks <= 1)
747     return 0;
748
749   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
750      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
751      particularly useful.
752
753      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
754      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
755      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
756      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
757   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
758     {
759       if (warn_disabled_optimization)
760         warning ("GCSE disabled: %d > 1000 basic blocks and %d >= 20 edges/basic block",
761                  n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
762       return 0;
763     }
764
765   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
766      storage it's better just to disable the optimization.  */
767   if ((n_basic_blocks
768        * SBITMAP_SET_SIZE (max_gcse_regno)
769        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
770     {
771       if (warn_disabled_optimization)
772         warning ("GCSE disabled: %d basic blocks and %d registers",
773                  n_basic_blocks, max_gcse_regno);
774
775       return 0;
776     }
777
778   /* See what modes support reg/reg copy operations.  */
779   if (! can_copy_init_p)
780     {
781       compute_can_copy ();
782       can_copy_init_p = 1;
783     }
784
785   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
786   bytes_used = 0;
787
788   /* We need alias.  */
789   init_alias_analysis ();
790   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
791      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
792      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
793      computation.
794
795      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
796      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
797      information about memory sets when we build the hash tables.  */
798
799   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
800   compute_sets (f);
801
802   pass = 0;
803   initial_bytes_used = bytes_used;
804   max_pass_bytes = 0;
805   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
806   changed = 1;
807   while (changed && pass < MAX_GCSE_PASSES)
808     {
809       changed = 0;
810       if (file)
811         fprintf (file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
812
813       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
814          and the reg_set_table data.  */
815       bytes_used = initial_bytes_used;
816
817       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
818       max_gcse_regno = max_reg_num ();
819
820       alloc_gcse_mem (f);
821
822       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
823          during this pass.  */
824       changed = one_cprop_pass (pass + 1, 0);
825
826       if (optimize_size)
827         changed |= one_classic_gcse_pass (pass + 1);
828       else
829         {
830           changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
831           /* We may have just created new basic blocks.  Release and
832              recompute various things which are sized on the number of
833              basic blocks.  */
834           if (changed)
835             {
836               free_modify_mem_tables ();
837               modify_mem_list
838                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
839               canon_modify_mem_list
840                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
841               memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
842               memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
843               orig_bb_count = n_basic_blocks;
844             }
845           free_reg_set_mem ();
846           alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
847           compute_sets (f);
848           run_jump_opt_after_gcse = 1;
849         }
850
851       if (max_pass_bytes < bytes_used)
852         max_pass_bytes = bytes_used;
853
854       /* Free up memory, then reallocate for code hoisting.  We can
855          not re-use the existing allocated memory because the tables
856          will not have info for the insns or registers created by
857          partial redundancy elimination.  */
858       free_gcse_mem ();
859
860       /* It does not make sense to run code hoisting unless we optimizing
861          for code size -- it rarely makes programs faster, and can make
862          them bigger if we did partial redundancy elimination (when optimizing
863          for space, we use a classic gcse algorithm instead of partial
864          redundancy algorithms).  */
865       if (optimize_size)
866         {
867           max_gcse_regno = max_reg_num ();
868           alloc_gcse_mem (f);
869           changed |= one_code_hoisting_pass ();
870           free_gcse_mem ();
871
872           if (max_pass_bytes < bytes_used)
873             max_pass_bytes = bytes_used;
874         }
875
876       if (file)
877         {
878           fprintf (file, "\n");
879           fflush (file);
880         }
881
882       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
883       pass++;
884     }
885
886   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
887      conditional jumps.  */
888
889   max_gcse_regno = max_reg_num ();
890   alloc_gcse_mem (f);
891   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
892   one_cprop_pass (pass + 1, 1);
893   free_gcse_mem ();
894
895   if (file)
896     {
897       fprintf (file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
898                current_function_name, n_basic_blocks);
899       fprintf (file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
900                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
901     }
902
903   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
904   free_reg_set_mem ();
905   /* We are finished with alias.  */
906   end_alias_analysis ();
907   allocate_reg_info (max_reg_num (), FALSE, FALSE);
908
909   /* Store motion disabled until it is fixed.  */
910   if (0 && !optimize_size && flag_gcse_sm)
911     store_motion ();
912   /* Record where pseudo-registers are set.  */
913   return run_jump_opt_after_gcse;
914 }
915 \f
916 /* Misc. utilities.  */
917
918 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
919
920 static void
921 compute_can_copy ()
922 {
923   int i;
924 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
925   rtx reg, insn;
926 #endif
927   memset (can_copy_p, 0, NUM_MACHINE_MODES);
928
929   start_sequence ();
930   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
931     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
932       {
933 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
934         can_copy_p[i] = 0;
935 #else
936         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
937         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
938         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
939           can_copy_p[i] = 1;
940 #endif
941       }
942     else
943       can_copy_p[i] = 1;
944
945   end_sequence ();
946 }
947 \f
948 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
949
950 static char *
951 gmalloc (size)
952      unsigned int size;
953 {
954   bytes_used += size;
955   return xmalloc (size);
956 }
957
958 /* Cover function to xrealloc.
959    We don't record the additional size since we don't know it.
960    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
961
962 static char *
963 grealloc (ptr, size)
964      char *ptr;
965      unsigned int size;
966 {
967   return xrealloc (ptr, size);
968 }
969
970 /* Cover function to obstack_alloc.
971    We don't need to record the bytes allocated here since
972    obstack_chunk_alloc is set to gmalloc.  */
973
974 static char *
975 gcse_alloc (size)
976      unsigned long size;
977 {
978   return (char *) obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
979 }
980
981 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
982    and reg/memory set tracking tables.
983
984    This is called at the start of each pass.  */
985
986 static void
987 alloc_gcse_mem (f)
988      rtx f;
989 {
990   int i, n;
991   rtx insn;
992
993   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
994      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
995      and only apply to real insns.  */
996
997   max_uid = get_max_uid ();
998   n = (max_uid + 1) * sizeof (int);
999   uid_cuid = (int *) gmalloc (n);
1000   memset ((char *) uid_cuid, 0, n);
1001   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1002     {
1003       if (INSN_P (insn))
1004         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
1005       else
1006         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
1007     }
1008
1009   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
1010
1011   max_cuid = i;
1012   n = (max_cuid + 1) * sizeof (rtx);
1013   cuid_insn = (rtx *) gmalloc (n);
1014   memset ((char *) cuid_insn, 0, n);
1015   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1016     if (INSN_P (insn))
1017       CUID_INSN (i++) = insn;
1018
1019   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
1020   reg_set_bitmap = BITMAP_XMALLOC ();
1021
1022   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
1023   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
1024                                                        max_gcse_regno);
1025   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
1026      basic block.  */
1027   modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1028   canon_modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1029   memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1030   memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1031   modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1032   canon_modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1033 }
1034
1035 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
1036
1037 static void
1038 free_gcse_mem ()
1039 {
1040   free (uid_cuid);
1041   free (cuid_insn);
1042
1043   BITMAP_XFREE (reg_set_bitmap);
1044
1045   sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
1046   free_modify_mem_tables ();
1047   BITMAP_XFREE (modify_mem_list_set);
1048   BITMAP_XFREE (canon_modify_mem_list_set);
1049 }
1050
1051 /* Many of the global optimization algorithms work by solving dataflow
1052    equations for various expressions.  Initially, some local value is
1053    computed for each expression in each block.  Then, the values across the
1054    various blocks are combined (by following flow graph edges) to arrive at
1055    global values.  Conceptually, each set of equations is independent.  We
1056    may therefore solve all the equations in parallel, solve them one at a
1057    time, or pick any intermediate approach.
1058
1059    When you're going to need N two-dimensional bitmaps, each X (say, the
1060    number of blocks) by Y (say, the number of expressions), call this
1061    function.  It's not important what X and Y represent; only that Y
1062    correspond to the things that can be done in parallel.  This function will
1063    return an appropriate chunking factor C; you should solve C sets of
1064    equations in parallel.  By going through this function, we can easily
1065    trade space against time; by solving fewer equations in parallel we use
1066    less space.  */
1067
1068 static int
1069 get_bitmap_width (n, x, y)
1070      int n;
1071      int x;
1072      int y;
1073 {
1074   /* It's not really worth figuring out *exactly* how much memory will
1075      be used by a particular choice.  The important thing is to get
1076      something approximately right.  */
1077   size_t max_bitmap_memory = 10 * 1024 * 1024;
1078
1079   /* The number of bytes we'd use for a single column of minimum
1080      width.  */
1081   size_t column_size = n * x * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE);
1082
1083   /* Often, it's reasonable just to solve all the equations in
1084      parallel.  */
1085   if (column_size * SBITMAP_SET_SIZE (y) <= max_bitmap_memory)
1086     return y;
1087
1088   /* Otherwise, pick the largest width we can, without going over the
1089      limit.  */
1090   return SBITMAP_ELT_BITS * ((max_bitmap_memory + column_size - 1)
1091                              / column_size);
1092 }
1093 \f
1094 /* Compute the local properties of each recorded expression.
1095
1096    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
1097    other blocks.
1098
1099    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
1100    in the block.
1101
1102    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
1103    at least once and expression would contain the same value if the
1104    computation was moved to the end of the block.
1105
1106    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
1107    least once and expression would contain the same value if the computation
1108    was moved to the beginning of the block.
1109
1110    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
1111    basically the same information and thus can easily share this code.
1112
1113    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
1114    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
1115    particular property.
1116
1117    SETP controls which hash table to look at.  If zero, this routine looks at
1118    the expr hash table; if nonzero this routine looks at the set hash table.
1119    Additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1120    ABSALTERED.  */
1121
1122 static void
1123 compute_local_properties (transp, comp, antloc, setp)
1124      sbitmap *transp;
1125      sbitmap *comp;
1126      sbitmap *antloc;
1127      int setp;
1128 {
1129   unsigned int i, hash_table_size;
1130   struct expr **hash_table;
1131
1132   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1133   if (transp)
1134     {
1135       if (setp)
1136         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
1137       else
1138         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
1139     }
1140
1141   if (comp)
1142     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
1143   if (antloc)
1144     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
1145
1146   /* We use the same code for cprop, pre and hoisting.  For cprop
1147      we care about the set hash table, for pre and hoisting we
1148      care about the expr hash table.  */
1149   hash_table_size = setp ? set_hash_table_size : expr_hash_table_size;
1150   hash_table = setp ? set_hash_table : expr_hash_table;
1151
1152   for (i = 0; i < hash_table_size; i++)
1153     {
1154       struct expr *expr;
1155
1156       for (expr = hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1157         {
1158           int indx = expr->bitmap_index;
1159           struct occr *occr;
1160
1161           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1162              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1163              then reset the bits for those that are.  */
1164           if (transp)
1165             compute_transp (expr->expr, indx, transp, setp);
1166
1167           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1168              we want to set to non-zero in ANTLOC.  */
1169           if (antloc)
1170             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1171               {
1172                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1173
1174                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1175                    initialize this.  */
1176                 occr->deleted_p = 0;
1177               }
1178
1179           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1180              we want to set to non-zero in COMP.  */
1181           if (comp)
1182             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1183               {
1184                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1185
1186                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1187                    initialize this.  */
1188                 occr->copied_p = 0;
1189               }
1190
1191           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1192              initialize this.  */
1193           expr->reaching_reg = 0;
1194         }
1195     }
1196 }
1197 \f
1198 /* Register set information.
1199
1200    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1201    modified.  */
1202
1203 static struct obstack reg_set_obstack;
1204
1205 static void
1206 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1207      int n_regs;
1208 {
1209   unsigned int n;
1210
1211   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1212   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1213   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1214   memset ((char *) reg_set_table, 0, n);
1215
1216   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1217 }
1218
1219 static void
1220 free_reg_set_mem ()
1221 {
1222   free (reg_set_table);
1223   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1224 }
1225
1226 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1227
1228 static void
1229 record_one_set (regno, insn)
1230      int regno;
1231      rtx insn;
1232 {
1233   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1234   struct reg_set *new_reg_info;
1235
1236   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1237   if (regno >= reg_set_table_size)
1238     {
1239       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1240
1241       reg_set_table
1242         = (struct reg_set **) grealloc ((char *) reg_set_table,
1243                                         new_size * sizeof (struct reg_set *));
1244       memset ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size), 0,
1245               (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1246       reg_set_table_size = new_size;
1247     }
1248
1249   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1250                                                    sizeof (struct reg_set));
1251   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1252   new_reg_info->insn = insn;
1253   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1254   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1255 }
1256
1257 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1258    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1259    occurring.  */
1260
1261 static void
1262 record_set_info (dest, setter, data)
1263      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1264      void *data;
1265 {
1266   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1267
1268   if (GET_CODE (dest) == REG && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1269     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1270 }
1271
1272 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1273
1274    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1275    `reg_set_table' for further documenation.  */
1276
1277 static void
1278 compute_sets (f)
1279      rtx f;
1280 {
1281   rtx insn;
1282
1283   for (insn = f; insn != 0; insn = NEXT_INSN (insn))
1284     if (INSN_P (insn))
1285       note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1286 }
1287 \f
1288 /* Hash table support.  */
1289
1290 /* For each register, the cuid of the first/last insn in the block
1291    that set it, or -1 if not set.  */
1292 #define NEVER_SET -1
1293
1294 struct reg_avail_info
1295 {
1296   basic_block last_bb;
1297   int first_set;
1298   int last_set;
1299 };
1300
1301 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1302 static basic_block current_bb;
1303
1304
1305 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1306    GCSE.  */
1307
1308 static GTY(()) rtx test_insn;
1309 static int
1310 want_to_gcse_p (x)
1311      rtx x;
1312 {
1313   int num_clobbers = 0;
1314   int icode;
1315
1316   switch (GET_CODE (x))
1317     {
1318     case REG:
1319     case SUBREG:
1320     case CONST_INT:
1321     case CONST_DOUBLE:
1322     case CONST_VECTOR:
1323     case CALL:
1324       return 0;
1325
1326     default:
1327       break;
1328     }
1329
1330   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1331   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1332     return 1;
1333   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1334     return 0;
1335
1336   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1337      our test insn if we haven't already.  */
1338   if (test_insn == 0)
1339     {
1340       test_insn
1341         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1342                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1343                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1344                                       const0_rtx));
1345       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1346     }
1347
1348   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1349      valid.  */
1350   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1351   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1352   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1353           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1354 }
1355
1356 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from the
1357    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1358    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1359
1360 static int
1361 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1362      rtx x, insn;
1363      int avail_p;
1364 {
1365   int i, j;
1366   enum rtx_code code;
1367   const char *fmt;
1368
1369   if (x == 0)
1370     return 1;
1371
1372   code = GET_CODE (x);
1373   switch (code)
1374     {
1375     case REG:
1376       {
1377         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1378
1379         if (info->last_bb != current_bb)
1380           return 1;
1381         if (avail_p)
1382           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1383         else
1384           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1385       }
1386
1387     case MEM:
1388       if (load_killed_in_block_p (current_bb, INSN_CUID (insn),
1389                                   x, avail_p))
1390         return 0;
1391       else
1392         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1393
1394     case PRE_DEC:
1395     case PRE_INC:
1396     case POST_DEC:
1397     case POST_INC:
1398     case PRE_MODIFY:
1399     case POST_MODIFY:
1400       return 0;
1401
1402     case PC:
1403     case CC0: /*FIXME*/
1404     case CONST:
1405     case CONST_INT:
1406     case CONST_DOUBLE:
1407     case CONST_VECTOR:
1408     case SYMBOL_REF:
1409     case LABEL_REF:
1410     case ADDR_VEC:
1411     case ADDR_DIFF_VEC:
1412       return 1;
1413
1414     default:
1415       break;
1416     }
1417
1418   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1419     {
1420       if (fmt[i] == 'e')
1421         {
1422           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1423              level, change it into iteration.  This function is called enough
1424              to be worth it.  */
1425           if (i == 0)
1426             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1427
1428           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1429             return 0;
1430         }
1431       else if (fmt[i] == 'E')
1432         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1433           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1434             return 0;
1435     }
1436
1437   return 1;
1438 }
1439
1440 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1441    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1442    conflict between two memory references.  */
1443 static int gcse_mems_conflict_p;
1444
1445 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1446    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1447    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1448    this memory load.  */
1449 static rtx gcse_mem_operand;
1450
1451 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1452    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1453    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1454
1455 static void
1456 mems_conflict_for_gcse_p (dest, setter, data)
1457      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1458      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1459 {
1460   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1461          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1462          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
1463          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1464     dest = XEXP (dest, 0);
1465
1466   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1467      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1468      elsewhere.  */
1469   if (GET_CODE (dest) != MEM)
1470     return;
1471
1472   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1473      don't mark as killed this time.  */
1474
1475   if (dest == gcse_mem_operand && pre_ldst_mems != NULL)
1476     {
1477       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1478         gcse_mems_conflict_p = 1;
1479       return;
1480     }
1481
1482   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1483                        rtx_addr_varies_p))
1484     gcse_mems_conflict_p = 1;
1485 }
1486
1487 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1488    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1489    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1490    before UID_LIMIT.
1491
1492    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1493    AVAIL_P to 0.  */
1494
1495 static int
1496 load_killed_in_block_p (bb, uid_limit, x, avail_p)
1497      basic_block bb;
1498      int uid_limit;
1499      rtx x;
1500      int avail_p;
1501 {
1502   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1503   while (list_entry)
1504     {
1505       rtx setter;
1506       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1507       if ((avail_p
1508            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1509           || (! avail_p
1510               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1511         {
1512           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1513           continue;
1514         }
1515
1516       setter = XEXP (list_entry, 0);
1517
1518       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1519          to pure functions are never put on the list, so we need not
1520          worry about them.  */
1521       if (GET_CODE (setter) == CALL_INSN)
1522         return 1;
1523
1524       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1525          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1526
1527          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1528          communicate via global variables.  Yuk.  */
1529       gcse_mem_operand = x;
1530       gcse_mems_conflict_p = 0;
1531       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1532       if (gcse_mems_conflict_p)
1533         return 1;
1534       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1535     }
1536   return 0;
1537 }
1538
1539 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1540    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1541
1542 static int
1543 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1544      rtx x, insn;
1545 {
1546   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1547 }
1548
1549 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1550    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1551
1552 static int
1553 oprs_available_p (x, insn)
1554      rtx x, insn;
1555 {
1556   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1557 }
1558
1559 /* Hash expression X.
1560
1561    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1562    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1563    something we don't want to insert in the table.
1564
1565    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1566
1567 static unsigned int
1568 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1569      rtx x;
1570      enum machine_mode mode;
1571      int *do_not_record_p;
1572      int hash_table_size;
1573 {
1574   unsigned int hash;
1575
1576   *do_not_record_p = 0;
1577
1578   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1579   return hash % hash_table_size;
1580 }
1581
1582 /* Hash a string.  Just add its bytes up.  */
1583
1584 static inline unsigned
1585 hash_string_1 (ps)
1586      const char *ps;
1587 {
1588   unsigned hash = 0;
1589   const unsigned char *p = (const unsigned char *) ps;
1590
1591   if (p)
1592     while (*p)
1593       hash += *p++;
1594
1595   return hash;
1596 }
1597
1598 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1599
1600 static unsigned int
1601 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1602      rtx x;
1603      enum machine_mode mode;
1604      int *do_not_record_p;
1605 {
1606   int i, j;
1607   unsigned hash = 0;
1608   enum rtx_code code;
1609   const char *fmt;
1610
1611   /* Used to turn recursion into iteration.  We can't rely on GCC's
1612      tail-recursion eliminatio since we need to keep accumulating values
1613      in HASH.  */
1614
1615   if (x == 0)
1616     return hash;
1617
1618  repeat:
1619   code = GET_CODE (x);
1620   switch (code)
1621     {
1622     case REG:
1623       hash += ((unsigned int) REG << 7) + REGNO (x);
1624       return hash;
1625
1626     case CONST_INT:
1627       hash += (((unsigned int) CONST_INT << 7) + (unsigned int) mode
1628                + (unsigned int) INTVAL (x));
1629       return hash;
1630
1631     case CONST_DOUBLE:
1632       /* This is like the general case, except that it only counts
1633          the integers representing the constant.  */
1634       hash += (unsigned int) code + (unsigned int) GET_MODE (x);
1635       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1636         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1637           hash += (unsigned int) XWINT (x, i);
1638       else
1639         hash += ((unsigned int) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1640                  + (unsigned int) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1641       return hash;
1642
1643     case CONST_VECTOR:
1644       {
1645         int units;
1646         rtx elt;
1647
1648         units = CONST_VECTOR_NUNITS (x);
1649
1650         for (i = 0; i < units; ++i)
1651           {
1652             elt = CONST_VECTOR_ELT (x, i);
1653             hash += hash_expr_1 (elt, GET_MODE (elt), do_not_record_p);
1654           }
1655
1656         return hash;
1657       }
1658
1659       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1660     case LABEL_REF:
1661       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1662          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1663       hash += (((unsigned int) LABEL_REF << 7)
1664                + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0)));
1665       return hash;
1666
1667     case SYMBOL_REF:
1668       {
1669         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1670            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1671            different orders and thus different registers to be used in the
1672            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1673            between various stages.  */
1674         unsigned int h = 0;
1675         const unsigned char *p = (const unsigned char *) XSTR (x, 0);
1676
1677         while (*p)
1678           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1679
1680         hash += ((unsigned int) SYMBOL_REF << 7) + h;
1681         return hash;
1682       }
1683
1684     case MEM:
1685       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1686         {
1687           *do_not_record_p = 1;
1688           return 0;
1689         }
1690
1691       hash += (unsigned int) MEM;
1692       /* We used alias set for hashing, but this is not good, since the alias
1693          set may differ in -fprofile-arcs and -fbranch-probabilities compilation
1694          causing the profiles to fail to match.  */
1695       x = XEXP (x, 0);
1696       goto repeat;
1697
1698     case PRE_DEC:
1699     case PRE_INC:
1700     case POST_DEC:
1701     case POST_INC:
1702     case PC:
1703     case CC0:
1704     case CALL:
1705     case UNSPEC_VOLATILE:
1706       *do_not_record_p = 1;
1707       return 0;
1708
1709     case ASM_OPERANDS:
1710       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1711         {
1712           *do_not_record_p = 1;
1713           return 0;
1714         }
1715       else
1716         {
1717           /* We don't want to take the filename and line into account.  */
1718           hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x)
1719             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x))
1720             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x))
1721             + (unsigned) ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x);
1722
1723           if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1724             {
1725               for (i = 1; i < ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x); i++)
1726                 {
1727                   hash += (hash_expr_1 (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1728                                         GET_MODE (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i)),
1729                                         do_not_record_p)
1730                            + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT
1731                                             (x, i)));
1732                 }
1733
1734               hash += hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, 0));
1735               x = ASM_OPERANDS_INPUT (x, 0);
1736               mode = GET_MODE (x);
1737               goto repeat;
1738             }
1739           return hash;
1740         }
1741
1742     default:
1743       break;
1744     }
1745
1746   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1747   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1748     {
1749       if (fmt[i] == 'e')
1750         {
1751           /* If we are about to do the last recursive call
1752              needed at this level, change it into iteration.
1753              This function is called enough to be worth it.  */
1754           if (i == 0)
1755             {
1756               x = XEXP (x, i);
1757               goto repeat;
1758             }
1759
1760           hash += hash_expr_1 (XEXP (x, i), 0, do_not_record_p);
1761           if (*do_not_record_p)
1762             return 0;
1763         }
1764
1765       else if (fmt[i] == 'E')
1766         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1767           {
1768             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1769             if (*do_not_record_p)
1770               return 0;
1771           }
1772
1773       else if (fmt[i] == 's')
1774         hash += hash_string_1 (XSTR (x, i));
1775       else if (fmt[i] == 'i')
1776         hash += (unsigned int) XINT (x, i);
1777       else
1778         abort ();
1779     }
1780
1781   return hash;
1782 }
1783
1784 /* Hash a set of register REGNO.
1785
1786    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1787    propagation code.
1788
1789    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1790
1791 static unsigned int
1792 hash_set (regno, hash_table_size)
1793      int regno;
1794      int hash_table_size;
1795 {
1796   unsigned int hash;
1797
1798   hash = regno;
1799   return hash % hash_table_size;
1800 }
1801
1802 /* Return non-zero if exp1 is equivalent to exp2.
1803    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1804
1805 static int
1806 expr_equiv_p (x, y)
1807      rtx x, y;
1808 {
1809   int i, j;
1810   enum rtx_code code;
1811   const char *fmt;
1812
1813   if (x == y)
1814     return 1;
1815
1816   if (x == 0 || y == 0)
1817     return x == y;
1818
1819   code = GET_CODE (x);
1820   if (code != GET_CODE (y))
1821     return 0;
1822
1823   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1824   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1825     return 0;
1826
1827   switch (code)
1828     {
1829     case PC:
1830     case CC0:
1831       return x == y;
1832
1833     case CONST_INT:
1834       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1835
1836     case LABEL_REF:
1837       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1838
1839     case SYMBOL_REF:
1840       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1841
1842     case REG:
1843       return REGNO (x) == REGNO (y);
1844
1845     case MEM:
1846       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1847          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1848          due to it being set with the different alias set.  */
1849       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1850         return 0;
1851       break;
1852
1853     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1854     case PLUS:
1855     case MULT:
1856     case AND:
1857     case IOR:
1858     case XOR:
1859     case NE:
1860     case EQ:
1861       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1862                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1863               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1864                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1865
1866     case ASM_OPERANDS:
1867       /* We don't use the generic code below because we want to
1868          disregard filename and line numbers.  */
1869
1870       /* A volatile asm isn't equivalent to any other.  */
1871       if (MEM_VOLATILE_P (x) || MEM_VOLATILE_P (y))
1872         return 0;
1873
1874       if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y)
1875           || strcmp (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x), ASM_OPERANDS_TEMPLATE (y))
1876           || strcmp (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x),
1877                      ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (y))
1878           || ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x) != ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (y)
1879           || ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) != ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (y))
1880         return 0;
1881
1882       if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1883         {
1884           for (i = ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) - 1; i >= 0; i--)
1885             if (! expr_equiv_p (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1886                                 ASM_OPERANDS_INPUT (y, i))
1887                 || strcmp (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, i),
1888                            ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (y, i)))
1889               return 0;
1890         }
1891
1892       return 1;
1893
1894     default:
1895       break;
1896     }
1897
1898   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1899      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1900
1901   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1902   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1903     {
1904       switch (fmt[i])
1905         {
1906         case 'e':
1907           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1908             return 0;
1909           break;
1910
1911         case 'E':
1912           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1913             return 0;
1914           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1915             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1916               return 0;
1917           break;
1918
1919         case 's':
1920           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1921             return 0;
1922           break;
1923
1924         case 'i':
1925           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1926             return 0;
1927           break;
1928
1929         case 'w':
1930           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1931             return 0;
1932         break;
1933
1934         case '0':
1935           break;
1936
1937         default:
1938           abort ();
1939         }
1940     }
1941
1942   return 1;
1943 }
1944
1945 /* Insert expression X in INSN in the hash table.
1946    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1947    basic block.
1948
1949    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1950    It is only used if X is a CONST_INT.
1951
1952    ANTIC_P is non-zero if X is an anticipatable expression.
1953    AVAIL_P is non-zero if X is an available expression.  */
1954
1955 static void
1956 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p)
1957      rtx x;
1958      enum machine_mode mode;
1959      rtx insn;
1960      int antic_p, avail_p;
1961 {
1962   int found, do_not_record_p;
1963   unsigned int hash;
1964   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1965   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1966   struct occr *last_occr = NULL;
1967
1968   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, expr_hash_table_size);
1969
1970   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1971      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1972      to or can't handle.  */
1973   if (do_not_record_p)
1974     return;
1975
1976   cur_expr = expr_hash_table[hash];
1977   found = 0;
1978
1979   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1980     {
1981       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1982          the list.  */
1983       last_expr = cur_expr;
1984       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1985     }
1986
1987   if (! found)
1988     {
1989       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1990       bytes_used += sizeof (struct expr);
1991       if (expr_hash_table[hash] == NULL)
1992         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1993         expr_hash_table[hash] = cur_expr;
1994       else
1995         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1996         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1997
1998       /* Set the fields of the expr element.  */
1999       cur_expr->expr = x;
2000       cur_expr->bitmap_index = n_exprs++;
2001       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2002       cur_expr->antic_occr = NULL;
2003       cur_expr->avail_occr = NULL;
2004     }
2005
2006   /* Now record the occurrence(s).  */
2007   if (antic_p)
2008     {
2009       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
2010
2011       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2012       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2013         {
2014           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2015              the list.  */
2016           last_occr = antic_occr;
2017           antic_occr = antic_occr->next;
2018         }
2019
2020       if (antic_occr)
2021         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2022            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
2023            block and the block is scanned from start to end.  */
2024         ; /* nothing to do */
2025       else
2026         {
2027           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2028           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2029           bytes_used += sizeof (struct occr);
2030           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2031           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
2032             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
2033           else
2034             last_occr->next = antic_occr;
2035
2036           antic_occr->insn = insn;
2037           antic_occr->next = NULL;
2038         }
2039     }
2040
2041   if (avail_p)
2042     {
2043       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
2044
2045       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2046       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2047         {
2048           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2049              the list.  */
2050           last_occr = avail_occr;
2051           avail_occr = avail_occr->next;
2052         }
2053
2054       if (avail_occr)
2055         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2056            Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
2057            the last one in the block and the block is scanned from start
2058            to end.  */
2059         avail_occr->insn = insn;
2060       else
2061         {
2062           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2063           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2064           bytes_used += sizeof (struct occr);
2065
2066           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2067           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2068             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
2069           else
2070             last_occr->next = avail_occr;
2071
2072           avail_occr->insn = insn;
2073           avail_occr->next = NULL;
2074         }
2075     }
2076 }
2077
2078 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
2079    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
2080    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
2081    basic block.  */
2082
2083 static void
2084 insert_set_in_table (x, insn)
2085      rtx x;
2086      rtx insn;
2087 {
2088   int found;
2089   unsigned int hash;
2090   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
2091   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
2092
2093   if (GET_CODE (x) != SET
2094       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2095     abort ();
2096
2097   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), set_hash_table_size);
2098
2099   cur_expr = set_hash_table[hash];
2100   found = 0;
2101
2102   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
2103     {
2104       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
2105          the list.  */
2106       last_expr = cur_expr;
2107       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
2108     }
2109
2110   if (! found)
2111     {
2112       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
2113       bytes_used += sizeof (struct expr);
2114       if (set_hash_table[hash] == NULL)
2115         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
2116         set_hash_table[hash] = cur_expr;
2117       else
2118         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
2119         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
2120
2121       /* Set the fields of the expr element.
2122          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
2123          performed on its operands.  */
2124       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
2125       cur_expr->bitmap_index = n_sets++;
2126       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2127       cur_expr->antic_occr = NULL;
2128       cur_expr->avail_occr = NULL;
2129     }
2130
2131   /* Now record the occurrence.  */
2132   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
2133
2134   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2135   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2136     {
2137       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2138          the list.  */
2139       last_occr = cur_occr;
2140       cur_occr = cur_occr->next;
2141     }
2142
2143   if (cur_occr)
2144     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2145        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want the
2146        last one in the block and the block is scanned from start to end.  */
2147     cur_occr->insn = insn;
2148   else
2149     {
2150       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2151       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2152       bytes_used += sizeof (struct occr);
2153
2154       /* First occurrence of this expression in any block?  */
2155       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2156         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
2157       else
2158         last_occr->next = cur_occr;
2159
2160       cur_occr->insn = insn;
2161       cur_occr->next = NULL;
2162     }
2163 }
2164
2165 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash table.  If SET_P is
2166    non-zero, this is for the assignment hash table, otherwise it is for the
2167    expression hash table.  */
2168
2169 static void
2170 hash_scan_set (pat, insn, set_p)
2171      rtx pat, insn;
2172      int set_p;
2173 {
2174   rtx src = SET_SRC (pat);
2175   rtx dest = SET_DEST (pat);
2176   rtx note;
2177
2178   if (GET_CODE (src) == CALL)
2179     hash_scan_call (src, insn);
2180
2181   else if (GET_CODE (dest) == REG)
2182     {
2183       unsigned int regno = REGNO (dest);
2184       rtx tmp;
2185
2186       /* If this is a single set and we are doing constant propagation,
2187          see if a REG_NOTE shows this equivalent to a constant.  */
2188       if (set_p && (note = find_reg_equal_equiv_note (insn)) != 0
2189           && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
2190         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
2191
2192       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
2193       if (! set_p
2194           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2195           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
2196           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2197           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
2198              do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
2199              for now.  */
2200           && !find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
2201           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
2202           && want_to_gcse_p (src)
2203           /* Don't CSE a nop.  */
2204           && ! set_noop_p (pat)
2205           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
2206              At this point this only function parameters should have
2207              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2208              explicitly, it means address of parameter has been taken,
2209              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2210           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
2211               || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
2212         {
2213           /* An expression is not anticipatable if its operands are
2214              modified before this insn or if this is not the only SET in
2215              this insn.  */
2216           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn) && single_set (insn);
2217           /* An expression is not available if its operands are
2218              subsequently modified, including this insn.  It's also not
2219              available if this is a branch, because we can't insert
2220              a set after the branch.  */
2221           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
2222                          && ! JUMP_P (insn));
2223
2224           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p);
2225         }
2226
2227       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
2228       else if (set_p
2229                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2230                && ((GET_CODE (src) == REG
2231                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2232                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2233                     && REGNO (src) != regno)
2234                    || CONSTANT_P (src))
2235                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
2236                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
2237                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
2238                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
2239                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
2240                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
2241         insert_set_in_table (pat, insn);
2242     }
2243 }
2244
2245 static void
2246 hash_scan_clobber (x, insn)
2247      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2248 {
2249   /* Currently nothing to do.  */
2250 }
2251
2252 static void
2253 hash_scan_call (x, insn)
2254      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2255 {
2256   /* Currently nothing to do.  */
2257 }
2258
2259 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
2260
2261    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
2262
2263    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
2264    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
2265    are also in the PARALLEL.  Later.
2266
2267    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
2268    otherwise it is for the expression hash table.
2269    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
2270    not record any expressions.  */
2271
2272 static void
2273 hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block)
2274      rtx insn;
2275      int set_p;
2276      int in_libcall_block;
2277 {
2278   rtx pat = PATTERN (insn);
2279   int i;
2280
2281   if (in_libcall_block)
2282     return;
2283
2284   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
2285      what's been modified.  */
2286
2287   if (GET_CODE (pat) == SET)
2288     hash_scan_set (pat, insn, set_p);
2289   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2290     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2291       {
2292         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2293
2294         if (GET_CODE (x) == SET)
2295           hash_scan_set (x, insn, set_p);
2296         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2297           hash_scan_clobber (x, insn);
2298         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2299           hash_scan_call (x, insn);
2300       }
2301
2302   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2303     hash_scan_clobber (pat, insn);
2304   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2305     hash_scan_call (pat, insn);
2306 }
2307
2308 static void
2309 dump_hash_table (file, name, table, table_size, total_size)
2310      FILE *file;
2311      const char *name;
2312      struct expr **table;
2313      int table_size, total_size;
2314 {
2315   int i;
2316   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
2317   struct expr **flat_table;
2318   unsigned int *hash_val;
2319   struct expr *expr;
2320
2321   flat_table
2322     = (struct expr **) xcalloc (total_size, sizeof (struct expr *));
2323   hash_val = (unsigned int *) xmalloc (total_size * sizeof (unsigned int));
2324
2325   for (i = 0; i < table_size; i++)
2326     for (expr = table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2327       {
2328         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
2329         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
2330       }
2331
2332   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
2333            name, table_size, total_size);
2334
2335   for (i = 0; i < total_size; i++)
2336     if (flat_table[i] != 0)
2337       {
2338         expr = flat_table[i];
2339         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
2340                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
2341         print_rtl (file, expr->expr);
2342         fprintf (file, "\n");
2343       }
2344
2345   fprintf (file, "\n");
2346
2347   free (flat_table);
2348   free (hash_val);
2349 }
2350
2351 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
2352
2353    first_set records the first place in the block where the register
2354    is set and is used to compute "anticipatability".
2355
2356    last_set records the last place in the block where the register
2357    is set and is used to compute "availability".
2358
2359    last_bb records the block for which first_set and last_set are
2360    valid, as a quick test to invalidate them.
2361
2362    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
2363    and is used to compute "transparency".  */
2364
2365 static void
2366 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2367      rtx insn;
2368      int regno;
2369 {
2370   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
2371   int cuid = INSN_CUID (insn);
2372
2373   info->last_set = cuid;
2374   if (info->last_bb != current_bb)
2375     {
2376       info->last_bb = current_bb;
2377       info->first_set = cuid;
2378       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb->index], regno);
2379     }
2380 }
2381
2382
2383 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
2384    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
2385    taken off pairwise.  */
2386
2387 static void
2388 canon_list_insert (dest, unused1, v_insn)
2389      rtx    dest ATTRIBUTE_UNUSED;
2390      rtx    unused1 ATTRIBUTE_UNUSED;
2391      void * v_insn;
2392 {
2393   rtx dest_addr, insn;
2394   int bb;
2395
2396   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2397       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2398       || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2399       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2400     dest = XEXP (dest, 0);
2401
2402   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
2403      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
2404      elsewhere.  */
2405
2406   if (GET_CODE (dest) != MEM)
2407     return;
2408
2409   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
2410   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
2411   insn = (rtx) v_insn;
2412   bb = BLOCK_NUM (insn);
2413
2414   canon_modify_mem_list[bb] =
2415     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
2416   canon_modify_mem_list[bb] =
2417     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
2418   bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2419 }
2420
2421 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
2422    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
2423    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
2424
2425 static void
2426 record_last_mem_set_info (insn)
2427      rtx insn;
2428 {
2429   int bb = BLOCK_NUM (insn);
2430
2431   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
2432      everything.  */
2433   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
2434   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
2435
2436   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2437     {
2438       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
2439          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
2440          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
2441       canon_modify_mem_list[bb] =
2442         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
2443       bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2444     }
2445   else
2446     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
2447 }
2448
2449 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2450    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2451    the SET is taking place.  */
2452
2453 static void
2454 record_last_set_info (dest, setter, data)
2455      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2456      void *data;
2457 {
2458   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2459
2460   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2461     dest = SUBREG_REG (dest);
2462
2463   if (GET_CODE (dest) == REG)
2464     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2465   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2466            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2467            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2468     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2469 }
2470
2471 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2472
2473    Expression entries are placed in the hash table if
2474    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2475    - src is something we want to perform GCSE on,
2476    - none of the operands are subsequently modified in the block
2477
2478    Assignment entries are placed in the hash table if
2479    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2480    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2481    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2482
2483    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2484
2485    F is the first insn.
2486    SET_P is non-zero for computing the assignment hash table.  */
2487
2488 static void
2489 compute_hash_table (set_p)
2490      int set_p;
2491 {
2492   unsigned int i;
2493
2494   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2495      registers are set in which blocks.
2496      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2497      compute.  Later.  */
2498   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
2499
2500   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2501   clear_modify_mem_tables ();
2502   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2503   reg_avail_info = (struct reg_avail_info*)
2504     gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2505
2506   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2507     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
2508
2509   FOR_EACH_BB (current_bb)
2510     {
2511       rtx insn;
2512       unsigned int regno;
2513       int in_libcall_block;
2514
2515       /* First pass over the instructions records information used to
2516          determine when registers and memory are first and last set.
2517          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2518          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2519
2520       for (insn = current_bb->head;
2521            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2522            insn = NEXT_INSN (insn))
2523         {
2524           if (! INSN_P (insn))
2525             continue;
2526
2527           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2528             {
2529               bool clobbers_all = false;
2530 #ifdef NON_SAVING_SETJMP
2531               if (NON_SAVING_SETJMP
2532                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
2533                 clobbers_all = true;
2534 #endif
2535
2536               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2537                 if (clobbers_all
2538                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2539                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2540
2541               mark_call (insn);
2542             }
2543
2544           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2545         }
2546
2547       /* The next pass builds the hash table.  */
2548
2549       for (insn = current_bb->head, in_libcall_block = 0;
2550            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2551            insn = NEXT_INSN (insn))
2552         if (INSN_P (insn))
2553           {
2554             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2555               in_libcall_block = 1;
2556             else if (set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2557               in_libcall_block = 0;
2558             hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block);
2559             if (!set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2560               in_libcall_block = 0;
2561           }
2562     }
2563
2564   free (reg_avail_info);
2565   reg_avail_info = NULL;
2566 }
2567
2568 /* Allocate space for the set hash table.
2569    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2570    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2571
2572 static void
2573 alloc_set_hash_table (n_insns)
2574      int n_insns;
2575 {
2576   int n;
2577
2578   set_hash_table_size = n_insns / 4;
2579   if (set_hash_table_size < 11)
2580     set_hash_table_size = 11;
2581
2582   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2583      Making it an odd number is simplest for now.
2584      ??? Later take some measurements.  */
2585   set_hash_table_size |= 1;
2586   n = set_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2587   set_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2588 }
2589
2590 /* Free things allocated by alloc_set_hash_table.  */
2591
2592 static void
2593 free_set_hash_table ()
2594 {
2595   free (set_hash_table);
2596 }
2597
2598 /* Compute the hash table for doing copy/const propagation.  */
2599
2600 static void
2601 compute_set_hash_table ()
2602 {
2603   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2604   n_sets = 0;
2605   memset ((char *) set_hash_table, 0,
2606           set_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2607
2608   compute_hash_table (1);
2609 }
2610
2611 /* Allocate space for the expression hash table.
2612    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2613    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2614
2615 static void
2616 alloc_expr_hash_table (n_insns)
2617      unsigned int n_insns;
2618 {
2619   int n;
2620
2621   expr_hash_table_size = n_insns / 2;
2622   /* Make sure the amount is usable.  */
2623   if (expr_hash_table_size < 11)
2624     expr_hash_table_size = 11;
2625
2626   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2627      Making it an odd number is simplest for now.
2628      ??? Later take some measurements.  */
2629   expr_hash_table_size |= 1;
2630   n = expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2631   expr_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2632 }
2633
2634 /* Free things allocated by alloc_expr_hash_table.  */
2635
2636 static void
2637 free_expr_hash_table ()
2638 {
2639   free (expr_hash_table);
2640 }
2641
2642 /* Compute the hash table for doing GCSE.  */
2643
2644 static void
2645 compute_expr_hash_table ()
2646 {
2647   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2648   n_exprs = 0;
2649   memset ((char *) expr_hash_table, 0,
2650           expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2651
2652   compute_hash_table (0);
2653 }
2654 \f
2655 /* Expression tracking support.  */
2656
2657 /* Lookup pattern PAT in the expression table.
2658    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2659
2660 static struct expr *
2661 lookup_expr (pat)
2662      rtx pat;
2663 {
2664   int do_not_record_p;
2665   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2666                                  expr_hash_table_size);
2667   struct expr *expr;
2668
2669   if (do_not_record_p)
2670     return NULL;
2671
2672   expr = expr_hash_table[hash];
2673
2674   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2675     expr = expr->next_same_hash;
2676
2677   return expr;
2678 }
2679
2680 /* Lookup REGNO in the set table.  If PAT is non-NULL look for the entry that
2681    matches it, otherwise return the first entry for REGNO.  The result is a
2682    pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2683
2684 static struct expr *
2685 lookup_set (regno, pat)
2686      unsigned int regno;
2687      rtx pat;
2688 {
2689   unsigned int hash = hash_set (regno, set_hash_table_size);
2690   struct expr *expr;
2691
2692   expr = set_hash_table[hash];
2693
2694   if (pat)
2695     {
2696       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2697         expr = expr->next_same_hash;
2698     }
2699   else
2700     {
2701       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2702         expr = expr->next_same_hash;
2703     }
2704
2705   return expr;
2706 }
2707
2708 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2709
2710 static struct expr *
2711 next_set (regno, expr)
2712      unsigned int regno;
2713      struct expr *expr;
2714 {
2715   do
2716     expr = expr->next_same_hash;
2717   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2718
2719   return expr;
2720 }
2721
2722 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
2723    types may be mixed.  */
2724
2725 static void
2726 free_insn_expr_list_list (listp)
2727      rtx *listp;
2728 {
2729   rtx list, next;
2730
2731   for (list = *listp; list ; list = next)
2732     {
2733       next = XEXP (list, 1);
2734       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
2735         free_EXPR_LIST_node (list);
2736       else
2737         free_INSN_LIST_node (list);
2738     }
2739
2740   *listp = NULL;
2741 }
2742
2743 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
2744 static void
2745 clear_modify_mem_tables ()
2746 {
2747   int i;
2748
2749   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2750     (modify_mem_list_set, 0, i, free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i));
2751   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
2752
2753   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2754     (canon_modify_mem_list_set, 0, i,
2755      free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i));
2756   bitmap_clear (canon_modify_mem_list_set);
2757 }
2758
2759 /* Release memory used by modify_mem_list_set and canon_modify_mem_list_set.  */
2760
2761 static void
2762 free_modify_mem_tables ()
2763 {
2764   clear_modify_mem_tables ();
2765   free (modify_mem_list);
2766   free (canon_modify_mem_list);
2767   modify_mem_list = 0;
2768   canon_modify_mem_list = 0;
2769 }
2770
2771 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2772    start of the block].  */
2773
2774 static void
2775 reset_opr_set_tables ()
2776 {
2777   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2778      the block.  */
2779   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
2780
2781   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2782      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2783      location has been modified.  */
2784   clear_modify_mem_tables ();
2785 }
2786
2787 /* Return non-zero if the operands of X are not set before INSN in
2788    INSN's basic block.  */
2789
2790 static int
2791 oprs_not_set_p (x, insn)
2792      rtx x, insn;
2793 {
2794   int i, j;
2795   enum rtx_code code;
2796   const char *fmt;
2797
2798   if (x == 0)
2799     return 1;
2800
2801   code = GET_CODE (x);
2802   switch (code)
2803     {
2804     case PC:
2805     case CC0:
2806     case CONST:
2807     case CONST_INT:
2808     case CONST_DOUBLE:
2809     case CONST_VECTOR:
2810     case SYMBOL_REF:
2811     case LABEL_REF:
2812     case ADDR_VEC:
2813     case ADDR_DIFF_VEC:
2814       return 1;
2815
2816     case MEM:
2817       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
2818                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2819         return 0;
2820       else
2821         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2822
2823     case REG:
2824       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2825
2826     default:
2827       break;
2828     }
2829
2830   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2831     {
2832       if (fmt[i] == 'e')
2833         {
2834           /* If we are about to do the last recursive call
2835              needed at this level, change it into iteration.
2836              This function is called enough to be worth it.  */
2837           if (i == 0)
2838             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2839
2840           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2841             return 0;
2842         }
2843       else if (fmt[i] == 'E')
2844         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2845           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2846             return 0;
2847     }
2848
2849   return 1;
2850 }
2851
2852 /* Mark things set by a CALL.  */
2853
2854 static void
2855 mark_call (insn)
2856      rtx insn;
2857 {
2858   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2859     record_last_mem_set_info (insn);
2860 }
2861
2862 /* Mark things set by a SET.  */
2863
2864 static void
2865 mark_set (pat, insn)
2866      rtx pat, insn;
2867 {
2868   rtx dest = SET_DEST (pat);
2869
2870   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2871          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2872          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2873          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2874     dest = XEXP (dest, 0);
2875
2876   if (GET_CODE (dest) == REG)
2877     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2878   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2879     record_last_mem_set_info (insn);
2880
2881   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2882     mark_call (insn);
2883 }
2884
2885 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2886
2887 static void
2888 mark_clobber (pat, insn)
2889      rtx pat, insn;
2890 {
2891   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2892
2893   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2894     clob = XEXP (clob, 0);
2895
2896   if (GET_CODE (clob) == REG)
2897     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2898   else
2899     record_last_mem_set_info (insn);
2900 }
2901
2902 /* Record things set by INSN.
2903    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2904
2905 static void
2906 mark_oprs_set (insn)
2907      rtx insn;
2908 {
2909   rtx pat = PATTERN (insn);
2910   int i;
2911
2912   if (GET_CODE (pat) == SET)
2913     mark_set (pat, insn);
2914   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2915     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2916       {
2917         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2918
2919         if (GET_CODE (x) == SET)
2920           mark_set (x, insn);
2921         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2922           mark_clobber (x, insn);
2923         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2924           mark_call (insn);
2925       }
2926
2927   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2928     mark_clobber (pat, insn);
2929   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2930     mark_call (insn);
2931 }
2932
2933 \f
2934 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2935
2936 /* Allocate reaching def variables.  */
2937
2938 static void
2939 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2940      int n_blocks, n_insns;
2941 {
2942   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2943   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_blocks);
2944
2945   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2946   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_blocks);
2947
2948   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2949   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_blocks);
2950
2951   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2952   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_blocks);
2953 }
2954
2955 /* Free reaching def variables.  */
2956
2957 static void
2958 free_rd_mem ()
2959 {
2960   sbitmap_vector_free (rd_kill);
2961   sbitmap_vector_free (rd_gen);
2962   sbitmap_vector_free (reaching_defs);
2963   sbitmap_vector_free (rd_out);
2964 }
2965
2966 /* Add INSN to the kills of BB.  REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2967
2968 static void
2969 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2970      rtx insn;
2971      int regno;
2972      basic_block bb;
2973 {
2974   struct reg_set *this_reg;
2975
2976   for (this_reg = reg_set_table[regno]; this_reg; this_reg = this_reg ->next)
2977     if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2978       SET_BIT (rd_kill[bb->index], INSN_CUID (this_reg->insn));
2979 }
2980
2981 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2982
2983 static void
2984 compute_kill_rd ()
2985 {
2986   int cuid;
2987   unsigned int regno;
2988   int i;
2989   basic_block bb;
2990
2991   /* For each block
2992        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2993            generates a definition in the block)
2994          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2995          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2996          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2997              this block
2998            Set the bit in `kill' corresponding to that insn.  */
2999   FOR_EACH_BB (bb)
3000     for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
3001       if (TEST_BIT (rd_gen[bb->index], cuid))
3002         {
3003           rtx insn = CUID_INSN (cuid);
3004           rtx pat = PATTERN (insn);
3005
3006           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
3007             {
3008               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
3009                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
3010                   handle_rd_kill_set (insn, regno, bb);
3011             }
3012
3013           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
3014             {
3015               for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
3016                 {
3017                   enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
3018
3019                   if ((code == SET || code == CLOBBER)
3020                       && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
3021                     handle_rd_kill_set (insn,
3022                                         REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
3023                                         bb);
3024                 }
3025             }
3026           else if (GET_CODE (pat) == SET && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
3027             /* Each setting of this register outside of this block
3028                must be marked in the set of kills in this block.  */
3029             handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), bb);
3030         }
3031 }
3032
3033 /* Compute the reaching definitions as in
3034    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
3035    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
3036    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
3037
3038 static void
3039 compute_rd ()
3040 {
3041   int changed, passes;
3042   basic_block bb;
3043
3044   FOR_EACH_BB (bb)
3045     sbitmap_copy (rd_out[bb->index] /*dst*/, rd_gen[bb->index] /*src*/);
3046
3047   passes = 0;
3048   changed = 1;
3049   while (changed)
3050     {
3051       changed = 0;
3052       FOR_EACH_BB (bb)
3053         {
3054           sbitmap_union_of_preds (reaching_defs[bb->index], rd_out, bb->index);
3055           changed |= sbitmap_union_of_diff_cg (rd_out[bb->index], rd_gen[bb->index],
3056                                                reaching_defs[bb->index], rd_kill[bb->index]);
3057         }
3058       passes++;
3059     }
3060
3061   if (gcse_file)
3062     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
3063 }
3064 \f
3065 /* Classic GCSE available expression support.  */
3066
3067 /* Allocate memory for available expression computation.  */
3068
3069 static void
3070 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
3071      int n_blocks, n_exprs;
3072 {
3073   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3074   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_blocks);
3075
3076   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3077   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_blocks);
3078
3079   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3080   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_blocks);
3081
3082   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3083   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_blocks);
3084 }
3085
3086 static void
3087 free_avail_expr_mem ()
3088 {
3089   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3090   sbitmap_vector_free (ae_gen);
3091   sbitmap_vector_free (ae_in);
3092   sbitmap_vector_free (ae_out);
3093 }
3094
3095 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
3096
3097 static void
3098 compute_ae_gen ()
3099 {
3100   unsigned int i;
3101   struct expr *expr;
3102   struct occr *occr;
3103
3104   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
3105      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
3106      is not available, and the only expressions we want to work with are the
3107      ones that are recorded.  */
3108   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3109     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != 0; expr = expr->next_same_hash)
3110       for (occr = expr->avail_occr; occr != 0; occr = occr->next)
3111         SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
3112 }
3113
3114 /* Return non-zero if expression X is killed in BB.  */
3115
3116 static int
3117 expr_killed_p (x, bb)
3118      rtx x;
3119      basic_block bb;
3120 {
3121   int i, j;
3122   enum rtx_code code;
3123   const char *fmt;
3124
3125   if (x == 0)
3126     return 1;
3127
3128   code = GET_CODE (x);
3129   switch (code)
3130     {
3131     case REG:
3132       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
3133
3134     case MEM:
3135       if (load_killed_in_block_p (bb, get_max_uid () + 1, x, 0))
3136         return 1;
3137       else
3138         return expr_killed_p (XEXP (x, 0), bb);
3139
3140     case PC:
3141     case CC0: /*FIXME*/
3142     case CONST:
3143     case CONST_INT:
3144     case CONST_DOUBLE:
3145     case CONST_VECTOR:
3146     case SYMBOL_REF:
3147     case LABEL_REF:
3148     case ADDR_VEC:
3149     case ADDR_DIFF_VEC:
3150       return 0;
3151
3152     default:
3153       break;
3154     }
3155
3156   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3157     {
3158       if (fmt[i] == 'e')
3159         {
3160           /* If we are about to do the last recursive call
3161              needed at this level, change it into iteration.
3162              This function is called enough to be worth it.  */
3163           if (i == 0)
3164             return expr_killed_p (XEXP (x, i), bb);
3165           else if (expr_killed_p (XEXP (x, i), bb))
3166             return 1;
3167         }
3168       else if (fmt[i] == 'E')
3169         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3170           if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
3171             return 1;
3172     }
3173
3174   return 0;
3175 }
3176
3177 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
3178
3179 static void
3180 compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill)
3181      sbitmap *ae_gen, *ae_kill;
3182 {
3183   basic_block bb;
3184   unsigned int i;
3185   struct expr *expr;
3186
3187   FOR_EACH_BB (bb)
3188     for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3189       for (expr = expr_hash_table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3190         {
3191           /* Skip EXPR if generated in this block.  */
3192           if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], expr->bitmap_index))
3193             continue;
3194
3195           if (expr_killed_p (expr->expr, bb))
3196             SET_BIT (ae_kill[bb->index], expr->bitmap_index);
3197         }
3198 }
3199 \f
3200 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
3201
3202 /* Return non-zero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
3203
3204    CHECK_SELF_LOOP is non-zero if we should consider a block reaching itself
3205    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
3206    of the expression in the block.
3207
3208    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3209    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3210
3211    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3212    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3213    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3214    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3215    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3216    the closest such expression.  */
3217
3218 static int
3219 expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
3220      struct occr *occr;
3221      struct expr *expr;
3222      basic_block bb;
3223      int check_self_loop;
3224      char *visited;
3225 {
3226   edge pred;
3227
3228   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
3229     {
3230       basic_block pred_bb = pred->src;
3231
3232       if (visited[pred_bb->index])
3233         /* This predecessor has already been visited. Nothing to do.  */
3234           ;
3235       else if (pred_bb == bb)
3236         {
3237           /* BB loops on itself.  */
3238           if (check_self_loop
3239               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index)
3240               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3241             return 1;
3242
3243           visited[pred_bb->index] = 1;
3244         }
3245
3246       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3247       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3248         visited[pred_bb->index] = 1;
3249
3250       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3251       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3252         {
3253           /* Is this the occurrence we're looking for?
3254              Note that there's only one generating occurrence per block
3255              so we just need to check the block number.  */
3256           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3257             return 1;
3258
3259           visited[pred_bb->index] = 1;
3260         }
3261
3262       /* Neither gen nor kill.  */
3263       else
3264         {
3265           visited[pred_bb->index] = 1;
3266           if (expr_reaches_here_p_work (occr, expr, pred_bb, check_self_loop,
3267               visited))
3268
3269             return 1;
3270         }
3271     }
3272
3273   /* All paths have been checked.  */
3274   return 0;
3275 }
3276
3277 /* This wrapper for expr_reaches_here_p_work() is to ensure that any
3278    memory allocated for that function is returned.  */
3279
3280 static int
3281 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop)
3282      struct occr *occr;
3283      struct expr *expr;
3284      basic_block bb;
3285      int check_self_loop;
3286 {
3287   int rval;
3288   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
3289
3290   rval = expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited);
3291
3292   free (visited);
3293   return rval;
3294 }
3295
3296 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
3297    If there is more than one such instruction, return NULL.
3298
3299    Called only by handle_avail_expr.  */
3300
3301 static rtx
3302 computing_insn (expr, insn)
3303      struct expr *expr;
3304      rtx insn;
3305 {
3306   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3307
3308   if (expr->avail_occr->next == NULL)
3309     {
3310       if (BLOCK_FOR_INSN (expr->avail_occr->insn) == bb)
3311         /* The available expression is actually itself
3312            (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
3313         return NULL;
3314
3315       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
3316          a substitution that took place.  */
3317       return expr->avail_occr->insn;
3318     }
3319   else
3320     {
3321       /* Pattern is computed more than once.
3322          Search backwards from this insn to see how many of these
3323          computations actually reach this insn.  */
3324       struct occr *occr;
3325       rtx insn_computes_expr = NULL;
3326       int can_reach = 0;
3327
3328       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3329         {
3330           if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
3331             {
3332               /* The expression is generated in this block.
3333                  The only time we care about this is when the expression
3334                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
3335                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
3336               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn)
3337                   && expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1))
3338                 {
3339                   can_reach++;
3340                   if (can_reach > 1)
3341                     return NULL;
3342
3343                   insn_computes_expr = occr->insn;
3344                 }
3345             }
3346           else if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0))
3347             {
3348               can_reach++;
3349               if (can_reach > 1)
3350                 return NULL;
3351
3352               insn_computes_expr = occr->insn;
3353             }
3354         }
3355
3356       if (insn_computes_expr == NULL)
3357         abort ();
3358
3359       return insn_computes_expr;
3360     }
3361 }
3362
3363 /* Return non-zero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3364    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3365
3366 static int
3367 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3368      rtx insn, def_insn;
3369 {
3370   rtx reg;
3371
3372   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3373     return 1;
3374
3375   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3376     {
3377       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3378         {
3379           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3380             return 1;
3381           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3382             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3383           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3384             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3385           else
3386             abort ();
3387
3388           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3389         }
3390       else
3391         return 0;
3392     }
3393
3394   return 0;
3395 }
3396
3397 /* Return non-zero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.  The
3398    value returned is the number of definitions that reach INSN.  Returning a
3399    value of zero means that [maybe] more than one definition reaches INSN and
3400    the caller can't perform whatever optimization it is trying.  i.e. it is
3401    always safe to return zero.  */
3402
3403 static int
3404 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3405      struct reg_set **addr_this_reg;
3406      rtx insn;
3407      int for_combine;
3408 {
3409   int number_of_reaching_defs = 0;
3410   struct reg_set *this_reg;
3411
3412   for (this_reg = *addr_this_reg; this_reg != 0; this_reg = this_reg->next)
3413     if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3414       {
3415         number_of_reaching_defs++;
3416         /* Ignore parallels for now.  */
3417         if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3418           return 0;
3419
3420         if (!for_combine
3421             && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3422                 || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3423                                   SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3424           /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3425           return 0;
3426
3427         if (number_of_reaching_defs > 1)
3428           {
3429             /* If in this setting the value the register is being set to is
3430                equal to the previous value the register was set to and this
3431                setting reaches the insn we are trying to do the substitution
3432                on then we are ok.  */
3433             if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3434               return 0;
3435             else if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3436                                     SET_SRC (PATTERN (insn))))
3437               return 0;
3438           }
3439
3440         *addr_this_reg = this_reg;
3441       }
3442
3443   return number_of_reaching_defs;
3444 }
3445
3446 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3447    so try to perform the substitution.
3448
3449    The result is non-zero if any changes were made.  */
3450
3451 static int
3452 handle_avail_expr (insn, expr)
3453      rtx insn;
3454      struct expr *expr;
3455 {
3456   rtx pat, insn_computes_expr, expr_set;
3457   rtx to;
3458   struct reg_set *this_reg;
3459   int found_setting, use_src;
3460   int changed = 0;
3461
3462   /* We only handle the case where one computation of the expression
3463      reaches this instruction.  */
3464   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3465   if (insn_computes_expr == NULL)
3466     return 0;
3467   expr_set = single_set (insn_computes_expr);
3468   if (!expr_set)
3469     abort ();
3470
3471   found_setting = 0;
3472   use_src = 0;
3473
3474   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3475      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3476      expression is computed into.  */
3477   if (GET_CODE (SET_SRC (expr_set)) == REG)
3478     {
3479       /* This is the case when the available expression that reaches
3480          here has already been handled as an available expression.  */
3481       unsigned int regnum_for_replacing
3482         = REGNO (SET_SRC (expr_set));
3483
3484       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3485          however we know it's set only once.  */
3486       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3487           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3488              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3489           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3490                this_reg->next == NULL)
3491               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3492         {
3493           use_src = 1;
3494           found_setting = 1;
3495         }
3496     }
3497
3498   if (!found_setting)
3499     {
3500       unsigned int regnum_for_replacing
3501         = REGNO (SET_DEST (expr_set));
3502
3503       /* This shouldn't happen.  */
3504       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3505         abort ();
3506
3507       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3508
3509       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3510          or only one set reaches this insn, use it.  */
3511       if (this_reg->next == NULL
3512           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3513         found_setting = 1;
3514     }
3515
3516   if (found_setting)
3517     {
3518       pat = PATTERN (insn);
3519       if (use_src)
3520         to = SET_SRC (expr_set);
3521       else
3522         to = SET_DEST (expr_set);
3523       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3524
3525       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3526          to play it safe we check.  */
3527       if (changed)
3528         {
3529           gcse_subst_count++;
3530           if (gcse_file != NULL)
3531             {
3532               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with",
3533                        INSN_UID (insn));
3534               fprintf (gcse_file, " reg %d %s insn %d\n",
3535                        REGNO (to), use_src ? "from" : "set in",
3536                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3537             }
3538         }
3539     }
3540
3541   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3542   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3543     {
3544       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3545          into a new pseudo register call this new register REGN.
3546          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3547          replace all uses of REGB with REGN.  */
3548       rtx new_insn;
3549
3550       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (expr_set)));
3551
3552       /* Generate the new insn.  */
3553       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3554          an insn.  I think this is ok.  */
3555       new_insn
3556         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3557                                         SET_DEST (expr_set)),
3558                            insn_computes_expr);
3559
3560       /* Keep register set table up to date.  */
3561       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3562
3563       gcse_create_count++;
3564       if (gcse_file != NULL)
3565         {
3566           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d",
3567                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3568                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))));
3569           fprintf (gcse_file, ", computed in insn %d,\n",
3570                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3571           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n",
3572                    REGNO (to));
3573         }
3574
3575       pat = PATTERN (insn);
3576
3577       /* Do register replacement for INSN.  */
3578       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3579                                  SET_DEST (PATTERN
3580                                            (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3581                                  0);
3582
3583       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3584          to play it safe we check.  */
3585       if (changed)
3586         {
3587           gcse_subst_count++;
3588           if (gcse_file != NULL)
3589             {
3590               fprintf (gcse_file,
3591                        "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d ",
3592                        INSN_UID (insn),
3593                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN
3594                                                  (insn_computes_expr)))));
3595               fprintf (gcse_file, "set in insn %d\n",
3596                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3597             }
3598         }
3599     }
3600
3601   return changed;
3602 }
3603
3604 /* Perform classic GCSE.  This is called by one_classic_gcse_pass after all
3605    the dataflow analysis has been done.
3606
3607    The result is non-zero if a change was made.  */
3608
3609 static int
3610 classic_gcse ()
3611 {
3612   int changed;
3613   rtx insn;
3614   basic_block bb;
3615
3616   /* Note we start at block 1.  */
3617
3618   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3619     return 0;
3620
3621   changed = 0;
3622   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3623     {
3624       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3625          start of the block].  */
3626       reset_opr_set_tables ();
3627
3628       for (insn = bb->head;
3629            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
3630            insn = NEXT_INSN (insn))
3631         {
3632           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3633           if (GET_CODE (insn) == INSN
3634               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3635               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3636               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3637             {
3638               rtx pat = PATTERN (insn);
3639               rtx src = SET_SRC (pat);
3640               struct expr *expr;
3641
3642               if (want_to_gcse_p (src)
3643                   /* Is the expression recorded?  */
3644                   && ((expr = lookup_expr (src)) != NULL)
3645                   /* Is the expression available [at the start of the
3646                      block]?  */
3647                   && TEST_BIT (ae_in[bb->index], expr->bitmap_index)
3648                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3649                      block?  */
3650                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3651                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3652             }
3653
3654           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3655           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3656           if (INSN_P (insn))
3657             mark_oprs_set (insn);
3658         }
3659     }
3660
3661   return changed;
3662 }
3663
3664 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3665
3666    Return non-zero if a change was made.  */
3667
3668 static int
3669 one_classic_gcse_pass (pass)
3670      int pass;
3671 {
3672   int changed = 0;
3673
3674   gcse_subst_count = 0;
3675   gcse_create_count = 0;
3676
3677   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
3678   alloc_rd_mem (last_basic_block, max_cuid);
3679   compute_expr_hash_table ();
3680   if (gcse_file)
3681     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
3682                      expr_hash_table_size, n_exprs);
3683
3684   if (n_exprs > 0)
3685     {
3686       compute_kill_rd ();
3687       compute_rd ();
3688       alloc_avail_expr_mem (last_basic_block, n_exprs);
3689       compute_ae_gen ();
3690       compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill);
3691       compute_available (ae_gen, ae_kill, ae_out, ae_in);
3692       changed = classic_gcse ();
3693       free_avail_expr_mem ();
3694     }
3695
3696   free_rd_mem ();
3697   free_expr_hash_table ();
3698
3699   if (gcse_file)
3700     {
3701       fprintf (gcse_file, "\n");
3702       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs,",
3703                current_function_name, pass, bytes_used, gcse_subst_count);
3704       fprintf (gcse_file, "%d insns created\n", gcse_create_count);
3705     }
3706
3707   return changed;
3708 }
3709 \f
3710 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3711
3712 /* Local properties of assignments.  */
3713 static sbitmap *cprop_pavloc;
3714 static sbitmap *cprop_absaltered;
3715
3716 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3717 static sbitmap *cprop_avin;
3718 static sbitmap *cprop_avout;
3719
3720 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
3721    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
3722
3723 static void
3724 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3725      int n_blocks, n_sets;
3726 {
3727   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3728   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3729
3730   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3731   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3732 }
3733
3734 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3735
3736 static void
3737 free_cprop_mem ()
3738 {
3739   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
3740   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
3741   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
3742   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
3743 }
3744
3745 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
3746    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
3747    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
3748    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
3749    bit in BMAP.  */
3750
3751 static void
3752 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3753      rtx x;
3754      int indx;
3755      sbitmap *bmap;
3756      int set_p;
3757 {
3758   int i, j;
3759   basic_block bb;
3760   enum rtx_code code;
3761   reg_set *r;
3762   const char *fmt;
3763
3764   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3765      can't do it when there's no return value.  */
3766  repeat:
3767
3768   if (x == 0)
3769     return;
3770
3771   code = GET_CODE (x);
3772   switch (code)
3773     {
3774     case REG:
3775       if (set_p)
3776         {
3777           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3778             {
3779               FOR_EACH_BB (bb)
3780                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3781                   SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3782             }
3783           else
3784             {
3785               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3786                 SET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3787             }
3788         }
3789       else
3790         {
3791           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3792             {
3793               FOR_EACH_BB (bb)
3794                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3795                   RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3796             }
3797           else
3798             {
3799               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3800                 RESET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3801             }
3802         }
3803
3804       return;
3805
3806     case MEM:
3807       FOR_EACH_BB (bb)
3808         {
3809           rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb->index];
3810
3811           while (list_entry)
3812             {
3813               rtx dest, dest_addr;
3814
3815               if (GET_CODE (XEXP (list_entry, 0)) == CALL_INSN)
3816                 {
3817                   if (set_p)
3818                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3819                   else
3820                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3821                   break;
3822                 }
3823               /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
3824                  Examine each hunk of memory that is modified.  */
3825
3826               dest = XEXP (list_entry, 0);
3827               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3828               dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
3829
3830               if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
3831                                          x, rtx_addr_varies_p))
3832                 {
3833                   if (set_p)
3834                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3835                   else
3836                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3837                   break;
3838                 }
3839               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3840             }
3841         }
3842
3843       x = XEXP (x, 0);
3844       goto repeat;
3845
3846     case PC:
3847     case CC0: /*FIXME*/
3848     case CONST:
3849     case CONST_INT:
3850     case CONST_DOUBLE:
3851     case CONST_VECTOR:
3852     case SYMBOL_REF:
3853     case LABEL_REF:
3854     case ADDR_VEC:
3855     case ADDR_DIFF_VEC:
3856       return;
3857
3858     default:
3859       break;
3860     }
3861
3862   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3863     {
3864       if (fmt[i] == 'e')
3865         {
3866           /* If we are about to do the last recursive call
3867              needed at this level, change it into iteration.
3868              This function is called enough to be worth it.  */
3869           if (i == 0)
3870             {
3871               x = XEXP (x, i);
3872               goto repeat;
3873             }
3874
3875           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
3876         }
3877       else if (fmt[i] == 'E')
3878         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3879           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3880     }
3881 }
3882
3883 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3884    propagation.  */
3885
3886 static void
3887 compute_cprop_data ()
3888 {
3889   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, 1);
3890   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
3891                      cprop_avout, cprop_avin);
3892 }
3893 \f
3894 /* Copy/constant propagation.  */
3895
3896 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3897 #define MAX_USES 8
3898
3899 /* Table of uses found in an insn.
3900    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3901 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3902
3903 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3904 static int reg_use_count;
3905
3906 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
3907    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
3908    and contains the number of uses in the table upon exit.
3909
3910    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
3911    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3912
3913 static void
3914 find_used_regs (xptr, data)
3915      rtx *xptr;
3916      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3917 {
3918   int i, j;
3919   enum rtx_code code;
3920   const char *fmt;
3921   rtx x = *xptr;
3922
3923   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3924      can't do it when there's no return value.  */
3925  repeat:
3926   if (x == 0)
3927     return;
3928
3929   code = GET_CODE (x);
3930   if (REG_P (x))
3931     {
3932       if (reg_use_count == MAX_USES)
3933         return;
3934
3935       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3936       reg_use_count++;
3937     }
3938
3939   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3940
3941   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3942     {
3943       if (fmt[i] == 'e')
3944         {
3945           /* If we are about to do the last recursive call
3946              needed at this level, change it into iteration.
3947              This function is called enough to be worth it.  */
3948           if (i == 0)
3949             {
3950               x = XEXP (x, 0);
3951               goto repeat;
3952             }
3953
3954           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
3955         }
3956       else if (fmt[i] == 'E')
3957         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3958           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
3959     }
3960 }
3961
3962 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3963    Returns non-zero is successful.  */
3964
3965 static int
3966 try_replace_reg (from, to, insn)
3967      rtx from, to, insn;
3968 {
3969   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3970   rtx src = 0;
3971   int success = 0;
3972   rtx set = single_set (insn);
3973
3974   success = validate_replace_src (from, to, insn);
3975
3976   /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
3977      the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
3978      SETs, but it probably won't buy us anything.  */
3979   if (!success && set != 0)
3980     {
3981       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
3982
3983       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
3984           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
3985         success = 1;
3986     }
3987
3988   /* If we've failed to do replacement, have a single SET, and don't already
3989      have a note, add a REG_EQUAL note to not lose information.  */
3990   if (!success && note == 0 && set != 0)
3991     note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
3992
3993   /* If there is already a NOTE, update the expression in it with our
3994      replacement.  */
3995   else if (note != 0)
3996     XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to);
3997
3998   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
3999      We don't allow that. Remove that note. This code ought
4000      not to hapen, because previous code ought to syntetize
4001      reg-reg move, but be on the safe side.  */
4002   if (note && REG_P (XEXP (note, 0)))
4003     remove_note (insn, note);
4004
4005   return success;
4006 }
4007
4008 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
4009    NULL no such set is found.  */
4010
4011 static struct expr *
4012 find_avail_set (regno, insn)
4013      int regno;
4014      rtx insn;
4015 {
4016   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
4017      use in a substitution.  */
4018   struct expr *set1 = 0;
4019
4020   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
4021      available at the start of the block containing INSN.  ie we would
4022      need two sets like this available at the start of the block:
4023
4024        (set (reg X) (reg Y))
4025        (set (reg Y) (reg X))
4026
4027      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
4028      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
4029   while (1)
4030     {
4031       rtx src;
4032       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4033
4034       /* Find a set that is available at the start of the block
4035          which contains INSN.  */
4036       while (set)
4037         {
4038           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
4039             break;
4040           set = next_set (regno, set);
4041         }
4042
4043       /* If no available set was found we've reached the end of the
4044          (possibly empty) copy chain.  */
4045       if (set == 0)
4046         break;
4047
4048       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4049         abort ();
4050
4051       src = SET_SRC (set->expr);
4052
4053       /* We know the set is available.
4054          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
4055          have changed since the start of the block).
4056
4057          If the source operand changed, we may still use it for the next
4058          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
4059
4060       if (CONSTANT_P (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
4061         set1 = set;
4062
4063       /* If the source of the set is anything except a register, then
4064          we have reached the end of the copy chain.  */
4065       if (GET_CODE (src) != REG)
4066         break;
4067
4068       /* Follow the copy chain, ie start another iteration of the loop
4069          and see if we have an available copy into SRC.  */
4070       regno = REGNO (src);
4071     }
4072
4073   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
4074      INSN.  */
4075   return set1;
4076 }
4077
4078 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
4079    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
4080    it is the instruction that immediately preceeds JUMP, and must be a
4081    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
4082    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
4083    if a change was made.  */
4084
4085 static int
4086 cprop_jump (bb, setcc, jump, from, src)
4087      basic_block bb;
4088      rtx setcc;
4089      rtx jump;
4090      rtx from;
4091      rtx src;
4092 {
4093   rtx new, new_set;
4094   rtx set = pc_set (jump);
4095
4096   /* First substitute in the INSN condition as the SET_SRC of the JUMP,
4097      then substitute that given values in this expanded JUMP.  */
4098   if (setcc != NULL)
4099     {
4100       rtx setcc_set = single_set (setcc);
4101       new_set = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set),
4102                                       SET_DEST (setcc_set),
4103                                       SET_SRC (setcc_set));
4104     }
4105   else
4106     new_set = set;
4107
4108   new = simplify_replace_rtx (new_set, from, src);
4109
4110   /* If no simplification can be made, then try the next
4111      register.  */
4112   if (rtx_equal_p (new, new_set))
4113     return 0;
4114
4115   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
4116   if (new == pc_rtx)
4117     delete_insn (jump);
4118   else
4119     {
4120       if (! validate_change (jump, &SET_SRC (set), new, 0))
4121         return 0;
4122
4123       /* If this has turned into an unconditional jump,
4124          then put a barrier after it so that the unreachable
4125          code will be deleted.  */
4126       if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
4127         emit_barrier_after (jump);
4128      }
4129
4130 #ifdef HAVE_cc0
4131   /* Delete the cc0 setter.  */
4132   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
4133     delete_insn (setcc);
4134 #endif
4135
4136   run_jump_opt_after_gcse = 1;
4137
4138   const_prop_count++;
4139   if (gcse_file != NULL)
4140     {
4141       fprintf (gcse_file,
4142                "CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
4143                REGNO (from), INSN_UID (jump));
4144       print_rtl (gcse_file, src);
4145       fprintf (gcse_file, "\n");
4146     }
4147   purge_dead_edges (bb);
4148
4149   return 1;
4150 }
4151
4152 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
4153    The result is non-zero if a change was made.  */
4154
4155 static int
4156 cprop_insn (bb, insn, alter_jumps)
4157      basic_block bb;
4158      rtx insn;
4159      int alter_jumps;
4160 {
4161   struct reg_use *reg_used;
4162   int changed = 0;
4163   rtx note;
4164
4165   if (!INSN_P (insn))
4166     return 0;
4167
4168   reg_use_count = 0;
4169   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4170
4171   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4172
4173   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
4174   if (note)
4175     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4176
4177   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4178        reg_used++, reg_use_count--)
4179     {
4180       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4181       rtx pat, src;
4182       struct expr *set;
4183
4184       /* Ignore registers created by GCSE.
4185          We do this because ...  */
4186       if (regno >= max_gcse_regno)
4187         continue;
4188
4189       /* If the register has already been set in this block, there's
4190          nothing we can do.  */
4191       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
4192         continue;
4193
4194       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
4195          at the start of the block.  */
4196       set = find_avail_set (regno, insn);
4197       if (! set)
4198         continue;
4199
4200       pat = set->expr;
4201       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
4202       if (GET_CODE (pat) != SET)
4203         abort ();
4204
4205       src = SET_SRC (pat);
4206
4207       /* Constant propagation.  */
4208       if (CONSTANT_P (src))
4209         {
4210           rtx sset;
4211
4212           /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
4213              conditional branch instructions first.  */
4214           if (alter_jumps
4215               && (sset = single_set (insn)) != NULL
4216               && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn))
4217               && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
4218             {
4219               rtx dest = SET_DEST (sset);
4220               if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4221                   && cprop_jump (bb, insn, NEXT_INSN (insn),
4222                                  reg_used->reg_rtx, src))
4223                 {
4224                   changed = 1;
4225                   break;
4226                 }
4227             }
4228
4229           /* Handle normal insns next.  */
4230           if (GET_CODE (insn) == INSN
4231               && try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4232             {
4233               changed = 1;
4234               const_prop_count++;
4235               if (gcse_file != NULL)
4236                 {
4237                   fprintf (gcse_file, "CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
4238                            regno);
4239                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4240                            INSN_UID (insn));
4241                   print_rtl (gcse_file, src);
4242                   fprintf (gcse_file, "\n");
4243                 }
4244
4245               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4246                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4247             }
4248
4249           /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
4250              We're pretty specific about what we will handle in this
4251              code, we can extend this as necessary over time.
4252
4253              Right now the insn in question must look like
4254              (set (pc) (if_then_else ...))  */
4255           else if (alter_jumps
4256                    && any_condjump_p (insn)
4257                    && onlyjump_p (insn))
4258             changed |= cprop_jump (bb, NULL, insn, reg_used->reg_rtx, src);
4259
4260         }
4261       else if (GET_CODE (src) == REG
4262                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4263                && REGNO (src) != regno)
4264         {
4265           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4266             {
4267               changed = 1;
4268               copy_prop_count++;
4269               if (gcse_file != NULL)
4270                 {
4271                   fprintf (gcse_file, "COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4272                            regno, INSN_UID (insn));
4273                   fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
4274                 }
4275
4276               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4277                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4278               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
4279                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
4280                  and made things worse.  */
4281             }
4282         }
4283     }
4284
4285   return changed;
4286 }
4287
4288 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
4289    non-zero if a change was made.  */
4290
4291 static int
4292 cprop (alter_jumps)
4293      int alter_jumps;
4294 {
4295   int changed;
4296   basic_block bb;
4297   rtx insn;
4298
4299   /* Note we start at block 1.  */
4300   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4301     {
4302       if (gcse_file != NULL)
4303         fprintf (gcse_file, "\n");
4304       return 0;
4305     }
4306
4307   changed = 0;
4308   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4309     {
4310       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
4311          start of the block].  */
4312       reset_opr_set_tables ();
4313
4314       for (insn = bb->head;
4315            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4316            insn = NEXT_INSN (insn))
4317         if (INSN_P (insn))
4318           {
4319             changed |= cprop_insn (bb, insn, alter_jumps);
4320
4321             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
4322             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
4323                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
4324             if (GET_CODE (insn) != NOTE)
4325               mark_oprs_set (insn);
4326           }
4327     }
4328
4329   if (gcse_file != NULL)
4330     fprintf (gcse_file, "\n");
4331
4332   return changed;
4333 }
4334
4335 /* Perform one copy/constant propagation pass.
4336    F is the first insn in the function.
4337    PASS is the pass count.  */
4338
4339 static int
4340 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
4341      int pass;
4342      int alter_jumps;
4343 {
4344   int changed = 0;
4345
4346   const_prop_count = 0;
4347   copy_prop_count = 0;
4348
4349   alloc_set_hash_table (max_cuid);
4350   compute_set_hash_table ();
4351   if (gcse_file)
4352     dump_hash_table (gcse_file, "SET", set_hash_table, set_hash_table_size,
4353                      n_sets);
4354   if (n_sets > 0)
4355     {
4356       alloc_cprop_mem (last_basic_block, n_sets);
4357       compute_cprop_data ();
4358       changed = cprop (alter_jumps);
4359       if (alter_jumps)
4360         changed |= bypass_conditional_jumps ();
4361       free_cprop_mem ();
4362     }
4363
4364   free_set_hash_table ();
4365
4366   if (gcse_file)
4367     {
4368       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4369                current_function_name, pass, bytes_used);
4370       fprintf (gcse_file, "%d const props, %d copy props\n\n",
4371                const_prop_count, copy_prop_count);
4372     }
4373
4374   return changed;
4375 }
4376 \f
4377 /* Bypass conditional jumps.  */
4378
4379 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
4380    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
4381    find_avail_set.  */
4382
4383 static struct expr *
4384 find_bypass_set (regno, bb)
4385      int regno;
4386      int bb;
4387 {
4388   struct expr *result = 0;
4389
4390   for (;;)
4391     {
4392       rtx src;
4393       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4394
4395       while (set)
4396         {
4397           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
4398             break;
4399           set = next_set (regno, set);
4400         }
4401
4402       if (set == 0)
4403         break;
4404
4405       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4406         abort ();
4407
4408       src = SET_SRC (set->expr);
4409       if (CONSTANT_P (src))
4410         result = set;
4411
4412       if (GET_CODE (src) != REG)
4413         break;
4414
4415       regno = REGNO (src);
4416     }
4417   return result;
4418 }
4419
4420
4421 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
4422    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
4423    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
4424    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
4425    Returns nonzero if a change was made.  */
4426
4427 static int
4428 bypass_block (bb, setcc, jump)
4429      basic_block bb;
4430      rtx setcc, jump;
4431 {
4432   rtx insn, note;
4433   edge e, enext;
4434   int i, change;
4435
4436   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
4437
4438   /* Determine set of register uses in INSN.  */
4439   reg_use_count = 0;
4440   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4441   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4442   if (note)
4443     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4444
4445   change = 0;
4446   for (e = bb->pred; e; e = enext)
4447     {
4448       enext = e->pred_next;
4449       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
4450         {
4451           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
4452           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4453           basic_block dest, old_dest;
4454           struct expr *set;
4455           rtx src, new;
4456
4457           if (regno >= max_gcse_regno)
4458             continue;
4459
4460           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
4461
4462           if (! set)
4463             continue;
4464
4465           src = SET_SRC (pc_set (jump));
4466
4467           if (setcc != NULL)
4468               src = simplify_replace_rtx (src,
4469                                           SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4470                                           SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4471
4472           new = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
4473                                       SET_SRC (set->expr));
4474
4475           if (new == pc_rtx)
4476             dest = FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
4477           else if (GET_CODE (new) == LABEL_REF)
4478             dest = BRANCH_EDGE (bb)->dest;
4479           else
4480             dest = NULL;
4481
4482           /* Once basic block indices are stable, we should be able
4483              to use redirect_edge_and_branch_force instead.  */
4484           old_dest = e->dest;
4485           if (dest != NULL && dest != old_dest
4486               && redirect_edge_and_branch (e, dest))
4487             {
4488               /* Copy the register setter to the redirected edge.
4489                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
4490               if (setcc)
4491                 {
4492                   rtx pat = PATTERN (setcc);
4493                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
4494                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
4495                 }
4496
4497               if (gcse_file != NULL)
4498                 {
4499                   fprintf (gcse_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d in jump_insn %d equals constant ",
4500                            regno, INSN_UID (jump));
4501                   print_rtl (gcse_file, SET_SRC (set->expr));
4502                   fprintf (gcse_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
4503                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
4504                 }
4505               change = 1;
4506               break;
4507             }
4508         }
4509     }
4510   return change;
4511 }
4512
4513 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
4514    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
4515    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
4516    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.  */
4517
4518 static int
4519 bypass_conditional_jumps ()
4520 {
4521   basic_block bb;
4522   int changed;
4523   rtx setcc;
4524   rtx insn;
4525   rtx dest;
4526
4527   /* Note we start at block 1.  */
4528   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4529     return 0;
4530
4531   changed = 0;
4532   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
4533                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4534     {
4535       /* Check for more than one predecessor.  */
4536       if (bb->pred && bb->pred->pred_next)
4537         {
4538           setcc = NULL_RTX;
4539           for (insn = bb->head;
4540                insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4541                insn = NEXT_INSN (insn))
4542             if (GET_CODE (insn) == INSN)
4543               {
4544                 if (!setcc)
4545                   break;
4546                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
4547                   break;
4548
4549                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4550                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4551                   setcc = insn;
4552                 else
4553                   break;
4554               }
4555             else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4556               {
4557                 if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4558                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
4559                 break;
4560               }
4561             else if (INSN_P (insn))
4562               break;
4563         }
4564     }
4565
4566   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
4567      copy on the redirected edge.  These need to be commited.  */
4568   if (changed)
4569     commit_edge_insertions();
4570
4571   return changed;
4572 }
4573 \f
4574 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
4575
4576 /* Local properties of expressions.  */
4577 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
4578 static sbitmap *transp;
4579
4580 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
4581    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
4582    created by a calls.  */
4583 static sbitmap *transpout;
4584
4585 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
4586 static sbitmap *comp;
4587
4588 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
4589 static sbitmap *antloc;
4590
4591 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
4592    point.  */
4593 static sbitmap *pre_optimal;
4594
4595 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
4596 static sbitmap *pre_redundant;
4597
4598 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
4599 static sbitmap *pre_insert_map;
4600
4601 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
4602 static sbitmap *pre_delete_map;
4603
4604 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
4605 static struct edge_list *edge_list;
4606
4607 /* Redundant insns.  */
4608 static sbitmap pre_redundant_insns;
4609
4610 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
4611
4612 static void
4613 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
4614      int n_blocks, n_exprs;
4615 {
4616   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4617   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4618   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4619
4620   pre_optimal = NULL;
4621   pre_redundant = NULL;
4622   pre_insert_map = NULL;
4623   pre_delete_map = NULL;
4624   ae_in = NULL;
4625   ae_out = NULL;
4626   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4627
4628   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
4629 }
4630
4631 /* Free vars used for PRE analysis.  */
4632
4633 static void
4634 free_pre_mem ()
4635 {
4636   sbitmap_vector_free (transp);
4637   sbitmap_vector_free (comp);
4638
4639   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
4640
4641   if (pre_optimal)
4642     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
4643   if (pre_redundant)
4644     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
4645   if (pre_insert_map)
4646     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
4647   if (pre_delete_map)
4648     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
4649   if (ae_in)
4650     sbitmap_vector_free (ae_in);
4651   if (ae_out)
4652     sbitmap_vector_free (ae_out);
4653
4654   transp = comp = NULL;
4655   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
4656   ae_in = ae_out = NULL;
4657 }
4658
4659 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4660
4661 static void
4662 compute_pre_data ()
4663 {
4664   sbitmap trapping_expr;
4665   basic_block bb;
4666   unsigned int ui;
4667
4668   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
4669   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
4670
4671   /* Collect expressions which might trap.  */
4672   trapping_expr = sbitmap_alloc (n_exprs);
4673   sbitmap_zero (trapping_expr);
4674   for (ui = 0; ui < expr_hash_table_size; ui++)
4675     {
4676       struct expr *e;
4677       for (e = expr_hash_table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
4678         if (may_trap_p (e->expr))
4679           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
4680     }
4681
4682   /* Compute ae_kill for each basic block using:
4683
4684      ~(TRANSP | COMP)
4685
4686      This is significantly faster than compute_ae_kill.  */
4687
4688   FOR_EACH_BB (bb)
4689     {
4690       edge e;
4691
4692       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
4693          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
4694          place the instruction on the edge.  So make them neither
4695          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
4696       for (e = bb->pred; e ; e = e->pred_next)
4697         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
4698           {
4699             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
4700             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
4701             break;
4702           }
4703
4704       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
4705       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
4706     }
4707
4708   edge_list = pre_edge_lcm (gcse_file, n_exprs, transp, comp, antloc,
4709                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
4710   sbitmap_vector_free (antloc);
4711   antloc = NULL;
4712   sbitmap_vector_free (ae_kill);
4713   ae_kill = NULL;
4714   sbitmap_free (trapping_expr);
4715 }
4716 \f
4717 /* PRE utilities */
4718
4719 /* Return non-zero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4720    block BB.
4721
4722    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4723    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4724
4725    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4726    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4727    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4728    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4729    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4730    the closest such expression.  */
4731
4732 static int
4733 pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited)
4734      basic_block occr_bb;
4735      struct expr *expr;
4736      basic_block bb;
4737      char *visited;
4738 {
4739   edge pred;
4740
4741   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
4742     {
4743       basic_block pred_bb = pred->src;
4744
4745       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
4746           /* Has predecessor has already been visited?  */
4747           || visited[pred_bb->index])
4748         ;/* Nothing to do.  */
4749
4750       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4751       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4752         {
4753           /* Is this the occurrence we're looking for?
4754              Note that there's only one generating occurrence per block
4755              so we just need to check the block number.  */
4756           if (occr_bb == pred_bb)
4757             return 1;
4758
4759           visited[pred_bb->index] = 1;
4760         }
4761       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4762       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4763         visited[pred_bb->index] = 1;
4764
4765       /* Neither gen nor kill.  */
4766       else
4767         {
4768           visited[pred_bb->index] = 1;
4769           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
4770             return 1;
4771         }
4772     }
4773
4774   /* All paths have been checked.  */
4775   return 0;
4776 }
4777
4778 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
4779    memory allocated for that function is returned.  */
4780
4781 static int
4782 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb)
4783      basic_block occr_bb;
4784      struct expr *expr;
4785      basic_block bb;
4786 {
4787   int rval;
4788   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
4789
4790   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
4791
4792   free (visited);
4793   return rval;
4794 }
4795 \f
4796
4797 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
4798    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
4799    the value of BB.  */
4800
4801 static rtx
4802 process_insert_insn (expr)
4803      struct expr *expr;
4804 {
4805   rtx reg = expr->reaching_reg;
4806   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
4807   rtx pat;
4808
4809   start_sequence ();
4810
4811   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
4812      just copy it to a register.  */
4813   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
4814     emit_move_insn (reg, exp);
4815
4816   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
4817      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
4818      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
4819   else if (insn_invalid_p (emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp))))
4820     abort ();
4821
4822   pat = gen_sequence ();
4823   end_sequence ();
4824
4825   return pat;
4826 }
4827
4828 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4829
4830    This is used by both the PRE and code hoisting.
4831
4832    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4833    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4834    no sense for code hoisting.  */
4835
4836 static void
4837 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4838      struct expr *expr;
4839      basic_block bb;
4840      int pre;
4841 {
4842   rtx insn = bb->end;
4843   rtx new_insn;
4844   rtx reg = expr->reaching_reg;
4845   int regno = REGNO (reg);
4846   rtx pat;
4847   int i;
4848
4849   pat = process_insert_insn (expr);
4850
4851   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4852      handle cc0, etc. properly].  Similary we need to care trapping
4853      instructions in presence of non-call exceptions.  */
4854
4855   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4856       || (GET_CODE (insn) == INSN
4857           && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL))))
4858     {
4859 #ifdef HAVE_cc0
4860       rtx note;
4861 #endif
4862       /* It should always be the case that we can put these instructions
4863          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4864          Check this.  */
4865       if (GET_CODE (insn) == INSN && pre
4866           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4867           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4868         abort ();
4869
4870       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4871          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4872          the new instruction just before the tablejump.  */
4873       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4874           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4875         insn = prev_real_insn (insn);
4876
4877 #ifdef HAVE_cc0
4878       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4879          if cc0 isn't set.  */
4880       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4881       if (note)
4882         insn = XEXP (note, 0);
4883       else
4884         {
4885           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4886           if (maybe_cc0_setter
4887               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
4888               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4889             insn = maybe_cc0_setter;
4890         }
4891 #endif
4892       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4893       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4894     }
4895
4896   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4897      of exception handling.  */
4898   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
4899            && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL)))
4900     {
4901       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
4902          we search backward and place the instructions before the first
4903          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
4904          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.
4905
4906          It should always be the case that we can put these instructions
4907          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4908          Check this.  */
4909
4910       if (pre
4911           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4912           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4913         abort ();
4914
4915       /* Since different machines initialize their parameter registers
4916          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
4917          parameter registers.  */
4918       insn = find_first_parameter_load (insn, bb->head);
4919
4920       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
4921          before the first parameter load.
4922
4923          If we did not find all the parameter loads, then we might have
4924          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
4925          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
4926          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
4927          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
4928       while (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL
4929              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
4930         insn = NEXT_INSN (insn);
4931
4932       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4933     }
4934   else
4935     new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
4936
4937   /* Keep block number table up to date.
4938      Note, PAT could be a multiple insn sequence, we have to make
4939      sure that each insn in the sequence is handled.  */
4940   if (GET_CODE (pat) == SEQUENCE)
4941     {
4942       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
4943         {
4944           rtx insn = XVECEXP (pat, 0, i);
4945           if (INSN_P (insn))
4946             add_label_notes (PATTERN (insn), new_insn);
4947
4948           note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
4949         }
4950     }
4951   else
4952     {
4953       add_label_notes (pat, new_insn);
4954
4955       /* Keep register set table up to date.  */
4956       record_one_set (regno, new_insn);
4957     }
4958
4959   gcse_create_count++;
4960
4961   if (gcse_file)
4962     {
4963       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
4964                bb->index, INSN_UID (new_insn));
4965       fprintf (gcse_file, "copying expression %d to reg %d\n",
4966                expr->bitmap_index, regno);
4967     }
4968 }
4969
4970 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
4971    the expressions fully redundant.  */
4972
4973 static int
4974 pre_edge_insert (edge_list, index_map)
4975      struct edge_list *edge_list;
4976      struct expr **index_map;
4977 {
4978   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
4979   sbitmap *inserted;
4980
4981   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
4982      if it reaches any of the deleted expressions.  */
4983
4984   set_size = pre_insert_map[0]->size;
4985   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
4986   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, n_exprs);
4987   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
4988
4989   for (e = 0; e < num_edges; e++)
4990     {
4991       int indx;
4992       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
4993
4994       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
4995         {
4996           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
4997
4998           for (j = indx; insert && j < n_exprs; j++, insert >>= 1)
4999             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
5000               {
5001                 struct expr *expr = index_map[j];
5002                 struct occr *occr;
5003
5004                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
5005                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5006                   {
5007                     if (! occr->deleted_p)
5008                       continue;
5009
5010                     /* Insert this expression on this edge if if it would
5011                        reach the deleted occurrence in BB.  */
5012                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
5013                       {
5014                         rtx insn;
5015                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
5016
5017                         /* We can't insert anything on an abnormal and
5018                            critical edge, so we insert the insn at the end of
5019                            the previous block. There are several alternatives
5020                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
5021                            handling this situation.  This one is easiest for
5022                            now.  */
5023
5024                         if ((eg->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
5025                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 0);
5026                         else
5027                           {
5028                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
5029                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
5030                           }
5031
5032                         if (gcse_file)
5033                           {
5034                             fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
5035                                      bb->index,
5036                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
5037                             fprintf (gcse_file, "copy expression %d\n",
5038                                      expr->bitmap_index);
5039                           }
5040
5041                         update_ld_motion_stores (expr);
5042                         SET_BIT (inserted[e], j);
5043                         did_insert = 1;
5044                         gcse_create_count++;
5045                       }
5046                   }
5047               }
5048         }
5049     }
5050
5051   sbitmap_vector_free (inserted);
5052   return did_insert;
5053 }
5054
5055 /* Copy the result of INSN to REG.  INDX is the expression number.  */
5056
5057 static void
5058 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
5059      struct expr *expr;
5060      rtx insn;
5061 {
5062   rtx reg = expr->reaching_reg;
5063   int regno = REGNO (reg);
5064   int indx = expr->bitmap_index;
5065   rtx set = single_set (insn);
5066   rtx new_insn;
5067
5068   if (!set)
5069     abort ();
5070
5071   new_insn = emit_insn_after (gen_move_insn (reg, SET_DEST (set)), insn);
5072
5073   /* Keep register set table up to date.  */
5074   record_one_set (regno, new_insn);
5075
5076   gcse_create_count++;
5077
5078   if (gcse_file)
5079     fprintf (gcse_file,
5080              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
5081               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
5082               INSN_UID (insn), regno);
5083   update_ld_motion_stores (expr);
5084 }
5085
5086 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
5087    to `reaching_reg'.  */
5088
5089 static void
5090 pre_insert_copies ()
5091 {
5092   unsigned int i;
5093   struct expr *expr;
5094   struct occr *occr;
5095   struct occr *avail;
5096
5097   /* For each available expression in the table, copy the result to
5098      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
5099
5100      ??? The current algorithm is rather brute force.
5101      Need to do some profiling.  */
5102
5103   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5104     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5105       {
5106         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
5107            we don't want to insert a copy here because the expression may not
5108            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
5109            deleted.  This test also avoids further processing if the
5110            expression wasn't deleted anywhere.  */
5111         if (expr->reaching_reg == NULL)
5112           continue;
5113
5114         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5115           {
5116             if (! occr->deleted_p)
5117               continue;
5118
5119             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
5120               {
5121                 rtx insn = avail->insn;
5122
5123                 /* No need to handle this one if handled already.  */
5124                 if (avail->copied_p)
5125                   continue;
5126
5127                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
5128                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
5129                   continue;
5130
5131                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
5132                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
5133                                                expr,
5134                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
5135                   continue;
5136
5137                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
5138                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
5139                 avail->copied_p = 1;
5140               }
5141           }
5142       }
5143 }
5144
5145 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
5146    in INSN.  */
5147 static rtx
5148 gcse_emit_move_after (src, dest, insn)
5149      rtx src, dest, insn;
5150 {
5151   rtx new;
5152   rtx set = single_set (insn);
5153   rtx note;
5154   rtx eqv;
5155
5156   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
5157      we've verified to be valid.  */
5158
5159   new = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src), insn);
5160
5161   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
5162   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
5163     eqv = XEXP (note, 0);
5164   else
5165     eqv = SET_SRC (set);
5166
5167   set_unique_reg_note (new, REG_EQUAL, copy_insn_1 (src));
5168
5169   return new;
5170 }
5171
5172 /* Delete redundant computations.
5173    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
5174    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
5175    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
5176
5177    Returns non-zero if a change is made.  */
5178
5179 static int
5180 pre_delete ()
5181 {
5182   unsigned int i;
5183   int changed;
5184   struct expr *expr;
5185   struct occr *occr;
5186
5187   changed = 0;
5188   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5189     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5190       {
5191         int indx = expr->bitmap_index;
5192
5193         /* We only need to search antic_occr since we require
5194            ANTLOC != 0.  */
5195
5196         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5197           {
5198             rtx insn = occr->insn;
5199             rtx set;
5200             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
5201
5202             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx))
5203               {
5204                 set = single_set (insn);
5205                 if (! set)
5206                   abort ();
5207
5208                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
5209                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
5210                    the mode of the original destination pseudo.  */
5211                 if (expr->reaching_reg == NULL)
5212                   expr->reaching_reg
5213                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
5214
5215                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
5216                 delete_insn (insn);
5217                 occr->deleted_p = 1;
5218                 SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
5219                 changed = 1;
5220                 gcse_subst_count++;
5221
5222                 if (gcse_file)
5223                   {
5224                     fprintf (gcse_file,
5225                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
5226                                INSN_UID (insn), indx);
5227                     fprintf (gcse_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
5228                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
5229                   }
5230               }
5231           }
5232       }
5233
5234   return changed;
5235 }
5236
5237 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
5238    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
5239    has been done.
5240
5241    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
5242    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
5243    Compiler Design and Implementation.
5244
5245    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
5246    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
5247    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
5248    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
5249    through the block.
5250
5251    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
5252    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
5253    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
5254    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
5255    redundancies.  */
5256
5257 static int
5258 pre_gcse ()
5259 {
5260   unsigned int i;
5261   int did_insert, changed;
5262   struct expr **index_map;
5263   struct expr *expr;
5264
5265   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5266      hash table entry.  */
5267
5268   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5269   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5270     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5271       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5272
5273   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
5274   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
5275   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
5276
5277   /* Delete the redundant insns first so that
5278      - we know what register to use for the new insns and for the other
5279        ones with reaching expressions
5280      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
5281
5282   changed = pre_delete ();
5283
5284   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
5285
5286   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
5287      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
5288   pre_insert_copies ();
5289   if (did_insert)
5290     {
5291       commit_edge_insertions ();
5292       changed = 1;
5293     }
5294
5295   free (index_map);
5296   sbitmap_free (pre_redundant_insns);
5297   return changed;
5298 }
5299
5300 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
5301
5302    Return non-zero if a change was made.  */
5303
5304 static int
5305 one_pre_gcse_pass (pass)
5306      int pass;
5307 {
5308   int changed = 0;
5309
5310   gcse_subst_count = 0;
5311   gcse_create_count = 0;
5312
5313   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
5314   add_noreturn_fake_exit_edges ();
5315   if (flag_gcse_lm)
5316     compute_ld_motion_mems ();
5317
5318   compute_expr_hash_table ();
5319   trim_ld_motion_mems ();
5320   if (gcse_file)
5321     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
5322                      expr_hash_table_size, n_exprs);
5323
5324   if (n_exprs > 0)
5325     {
5326       alloc_pre_mem (last_basic_block, n_exprs);
5327       compute_pre_data ();
5328       changed |= pre_gcse ();
5329       free_edge_list (edge_list);
5330       free_pre_mem ();
5331     }
5332
5333   free_ldst_mems ();
5334   remove_fake_edges ();
5335   free_expr_hash_table ();
5336
5337   if (gcse_file)
5338     {
5339       fprintf (gcse_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
5340                current_function_name, pass, bytes_used);
5341       fprintf (gcse_file, "%d substs, %d insns created\n",
5342                gcse_subst_count, gcse_create_count);
5343     }
5344
5345   return changed;
5346 }
5347 \f
5348 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
5349    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
5350    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
5351    because the following loop optimization pass requires them.  */
5352
5353 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
5354    could probably share code here.  */
5355
5356 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
5357    then we would not need to do this here, because jump would add the
5358    necessary REG_LABEL notes.  */
5359
5360 static void
5361 add_label_notes (x, insn)
5362      rtx x;
5363      rtx insn;
5364 {
5365   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5366   int i, j;
5367   const char *fmt;
5368
5369   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
5370     {
5371       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
5372          avoid flow generating (slighly) worse code.
5373
5374          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
5375          mark_jump_label for additional information).  */
5376
5377       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
5378                                             REG_NOTES (insn));
5379       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
5380         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
5381       return;
5382     }
5383
5384   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
5385     {
5386       if (fmt[i] == 'e')
5387         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
5388       else if (fmt[i] == 'E')
5389         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5390           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
5391     }
5392 }
5393
5394 /* Compute transparent outgoing information for each block.
5395
5396    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
5397    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
5398    when the edge is traversed through a call.  This happens with
5399    non-local labels and exceptions.
5400
5401    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
5402    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
5403    it should be possible with exception handling, since we still have
5404    control over which handler should be invoked.  But due to increased
5405    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
5406
5407 static void
5408 compute_transpout ()
5409 {
5410   basic_block bb;
5411   unsigned int i;
5412   struct expr *expr;
5413
5414   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
5415
5416   FOR_EACH_BB (bb)
5417     {
5418       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
5419          end in call instructions for reasons other than abnormal
5420          control flow.  */
5421       if (GET_CODE (bb->end) != CALL_INSN)
5422         continue;
5423
5424       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5425         for (expr = expr_hash_table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
5426           if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
5427             {
5428               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
5429                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
5430                 continue;
5431
5432               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
5433                  analysis to determine if this mem is actually killed
5434                  by this call.  */
5435               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
5436             }
5437     }
5438 }
5439
5440 /* Removal of useless null pointer checks */
5441
5442 /* Called via note_stores.  X is set by SETTER.  If X is a register we must
5443    invalidate nonnull_local and set nonnull_killed.  DATA is really a
5444    `null_pointer_info *'.
5445
5446    We ignore hard registers.  */
5447
5448 static void
5449 invalidate_nonnull_info (x, setter, data)
5450      rtx x;
5451      rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED;
5452      void *data;
5453 {
5454   unsigned int regno;
5455   struct null_pointer_info *npi = (struct null_pointer_info *) data;
5456
5457   while (GET_CODE (x) == SUBREG)
5458     x = SUBREG_REG (x);
5459
5460   /* Ignore anything that is not a register or is a hard register.  */
5461   if (GET_CODE (x) != REG
5462       || REGNO (x) < npi->min_reg
5463       || REGNO (x) >= npi->max_reg)
5464     return;
5465
5466   regno = REGNO (x) - npi->min_reg;
5467
5468   RESET_BIT (npi->nonnull_local[npi->current_block->index], regno);
5469   SET_BIT (npi->nonnull_killed[npi->current_block->index], regno);
5470 }
5471
5472 /* Do null-pointer check elimination for the registers indicated in
5473    NPI.  NONNULL_AVIN and NONNULL_AVOUT are pre-allocated sbitmaps;
5474    they are not our responsibility to free.  */
5475
5476 static void
5477 delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5478                               nonnull_avout, npi)
5479      unsigned int *block_reg;
5480      sbitmap *nonnull_avin;
5481      sbitmap *nonnull_avout;
5482      struct null_pointer_info *npi;
5483 {
5484   basic_block bb, current_block;
5485   sbitmap *nonnull_local = npi->nonnull_local;
5486   sbitmap *nonnull_killed = npi->nonnull_killed;
5487
5488   /* Compute local properties, nonnull and killed.  A register will have
5489      the nonnull property if at the end of the current block its value is
5490      known to be nonnull.  The killed property indicates that somewhere in
5491      the block any information we had about the register is killed.
5492
5493      Note that a register can have both properties in a single block.  That
5494      indicates that it's killed, then later in the block a new value is
5495      computed.  */
5496   sbitmap_vector_zero (nonnull_local, last_basic_block);
5497   sbitmap_vector_zero (nonnull_killed, last_basic_block);
5498
5499   FOR_EACH_BB (current_block)
5500     {
5501       rtx insn, stop_insn;
5502
5503       /* Set the current block for invalidate_nonnull_info.  */
5504       npi->current_block = current_block;
5505
5506       /* Scan each insn in the basic block looking for memory references and
5507          register sets.  */
5508       stop_insn = NEXT_INSN (current_block->end);
5509       for (insn = current_block->head;
5510            insn != stop_insn;
5511            insn = NEXT_INSN (insn))
5512         {
5513           rtx set;
5514           rtx reg;
5515
5516           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
5517           if (! INSN_P (insn))
5518             continue;
5519
5520           /* Basically ignore anything that is not a simple SET.  We do have
5521              to make sure to invalidate nonnull_local and set nonnull_killed
5522              for such insns though.  */
5523           set = single_set (insn);
5524           if (!set)
5525             {
5526               note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5527               continue;
5528             }
5529
5530           /* See if we've got a usable memory load.  We handle it first
5531              in case it uses its address register as a dest (which kills
5532              the nonnull property).  */
5533           if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
5534               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_SRC (set), 0))) == REG
5535               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5536               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5537             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5538                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5539
5540           /* Now invalidate stuff clobbered by this insn.  */
5541           note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5542
5543           /* And handle stores, we do these last since any sets in INSN can
5544              not kill the nonnull property if it is derived from a MEM
5545              appearing in a SET_DEST.  */
5546           if (GET_CODE (SET_DEST (set)) == MEM
5547               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_DEST (set), 0))) == REG
5548               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5549               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5550             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5551                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5552         }
5553     }
5554
5555   /* Now compute global properties based on the local properties.   This
5556      is a classic global availablity algorithm.  */
5557   compute_available (nonnull_local, nonnull_killed,
5558                      nonnull_avout, nonnull_avin);
5559
5560   /* Now look at each bb and see if it ends with a compare of a value
5561      against zero.  */
5562   FOR_EACH_BB (bb)
5563     {
5564       rtx last_insn = bb->end;
5565       rtx condition, earliest;
5566       int compare_and_branch;
5567
5568       /* Since MIN_REG is always at least FIRST_PSEUDO_REGISTER, and
5569          since BLOCK_REG[BB] is zero if this block did not end with a
5570          comparison against zero, this condition works.  */
5571       if (block_reg[bb->index] < npi->min_reg
5572           || block_reg[bb->index] >= npi->max_reg)
5573         continue;
5574
5575       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5576       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5577
5578       /* If we can't determine the condition then skip.  */
5579       if (! condition)
5580         continue;
5581
5582       /* Is the register known to have a nonzero value?  */
5583       if (!TEST_BIT (nonnull_avout[bb->index], block_reg[bb->index] - npi->min_reg))
5584         continue;
5585
5586       /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
5587          two instructions.  */
5588       if (earliest == last_insn)
5589         compare_and_branch = 1;
5590       else if (earliest == prev_nonnote_insn (last_insn))
5591         compare_and_branch = 2;
5592       else
5593         continue;
5594
5595       /* We know the register in this comparison is nonnull at exit from
5596          this block.  We can optimize this comparison.  */
5597       if (GET_CODE (condition) == NE)
5598         {
5599           rtx new_jump;
5600
5601           new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (JUMP_LABEL (last_insn)),
5602                                            last_insn);
5603           JUMP_LABEL (new_jump) = JUMP_LABEL (last_insn);
5604           LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (new_jump))++;
5605           emit_barrier_after (new_jump);
5606         }
5607
5608       delete_insn (last_insn);
5609       if (compare_and_branch == 2)
5610         delete_insn (earliest);
5611       purge_dead_edges (bb);
5612
5613       /* Don't check this block again.  (Note that BLOCK_END is
5614          invalid here; we deleted the last instruction in the
5615          block.)  */
5616       block_reg[bb->index] = 0;
5617     }
5618 }
5619
5620 /* Find EQ/NE comparisons against zero which can be (indirectly) evaluated
5621    at compile time.
5622
5623    This is conceptually similar to global constant/copy propagation and
5624    classic global CSE (it even uses the same dataflow equations as cprop).
5625
5626    If a register is used as memory address with the form (mem (reg)), then we
5627    know that REG can not be zero at that point in the program.  Any instruction
5628    which sets REG "kills" this property.
5629
5630    So, if every path leading to a conditional branch has an available memory
5631    reference of that form, then we know the register can not have the value
5632    zero at the conditional branch.
5633
5634    So we merely need to compute the local properies and propagate that data
5635    around the cfg, then optimize where possible.
5636
5637    We run this pass two times.  Once before CSE, then again after CSE.  This
5638    has proven to be the most profitable approach.  It is rare for new
5639    optimization opportunities of this nature to appear after the first CSE
5640    pass.
5641
5642    This could probably be integrated with global cprop with a little work.  */
5643
5644 void
5645 delete_null_pointer_checks (f)
5646      rtx f ATTRIBUTE_UNUSED;
5647 {
5648   sbitmap *nonnull_avin, *nonnull_avout;
5649   unsigned int *block_reg;
5650   basic_block bb;
5651   int reg;
5652   int regs_per_pass;
5653   int max_reg;
5654   struct null_pointer_info npi;
5655
5656   /* If we have only a single block, then there's nothing to do.  */
5657   if (n_basic_blocks <= 1)
5658     return;
5659
5660   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5661      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5662      particularly useful.
5663
5664      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
5665      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
5666      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
5667      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
5668   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
5669     return;
5670
5671   /* We need four bitmaps, each with a bit for each register in each
5672      basic block.  */
5673   max_reg = max_reg_num ();
5674   regs_per_pass = get_bitmap_width (4, last_basic_block, max_reg);
5675
5676   /* Allocate bitmaps to hold local and global properties.  */
5677   npi.nonnull_local = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5678   npi.nonnull_killed = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5679   nonnull_avin = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5680   nonnull_avout = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5681
5682   /* Go through the basic blocks, seeing whether or not each block
5683      ends with a conditional branch whose condition is a comparison
5684      against zero.  Record the register compared in BLOCK_REG.  */
5685   block_reg = (unsigned int *) xcalloc (last_basic_block, sizeof (int));
5686   FOR_EACH_BB (bb)
5687     {
5688       rtx last_insn = bb->end;
5689       rtx condition, earliest, reg;
5690
5691       /* We only want conditional branches.  */
5692       if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
5693           || !any_condjump_p (last_insn)
5694           || !onlyjump_p (last_insn))
5695         continue;
5696
5697       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5698       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5699
5700       /* If we were unable to get the condition, or it is not an equality
5701          comparison against zero then there's nothing we can do.  */
5702       if (!condition
5703           || (GET_CODE (condition) != NE && GET_CODE (condition) != EQ)
5704           || GET_CODE (XEXP (condition, 1)) != CONST_INT
5705           || (XEXP (condition, 1)
5706               != CONST0_RTX (GET_MODE (XEXP (condition, 0)))))
5707         continue;
5708
5709       /* We must be checking a register against zero.  */
5710       reg = XEXP (condition, 0);
5711       if (GET_CODE (reg) != REG)
5712         continue;
5713
5714       block_reg[bb->index] = REGNO (reg);
5715     }
5716
5717   /* Go through the algorithm for each block of registers.  */
5718   for (reg = FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg < max_reg; reg += regs_per_pass)
5719     {
5720       npi.min_reg = reg;
5721       npi.max_reg = MIN (reg + regs_per_pass, max_reg);
5722       delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5723                                     nonnull_avout, &npi);
5724     }
5725
5726   /* Free the table of registers compared at the end of every block.  */
5727   free (block_reg);
5728
5729   /* Free bitmaps.  */
5730   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_local);
5731   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_killed);
5732   sbitmap_vector_free (nonnull_avin);
5733   sbitmap_vector_free (nonnull_avout);
5734 }
5735
5736 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
5737
5738 /* Very busy expressions.  */
5739 static sbitmap *hoist_vbein;
5740 static sbitmap *hoist_vbeout;
5741
5742 /* Hoistable expressions.  */
5743 static sbitmap *hoist_exprs;
5744
5745 /* Dominator bitmaps.  */
5746 static sbitmap *dominators;
5747
5748 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
5749    reverse to to perform tail merging, doing so would probably be
5750    more effective than the tail merging code in jump.c.
5751
5752    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
5753    code hoisting.  It would be nice.  */
5754
5755 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
5756
5757 static void
5758 alloc_code_hoist_mem (n_blocks, n_exprs)
5759      int n_blocks, n_exprs;
5760 {
5761   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5762   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5763   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5764
5765   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5766   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5767   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5768   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5769
5770   dominators = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_blocks);
5771 }
5772
5773 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
5774
5775 static void
5776 free_code_hoist_mem ()
5777 {
5778   sbitmap_vector_free (antloc);
5779   sbitmap_vector_free (transp);
5780   sbitmap_vector_free (comp);
5781
5782   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
5783   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
5784   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
5785   sbitmap_vector_free (transpout);
5786
5787   sbitmap_vector_free (dominators);
5788 }
5789
5790 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
5791
5792    An expression is very busy if all paths from a given point
5793    compute the expression.  */
5794
5795 static void
5796 compute_code_hoist_vbeinout ()
5797 {
5798   int changed, passes;
5799   basic_block bb;
5800
5801   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
5802   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
5803
5804   passes = 0;
5805   changed = 1;
5806
5807   while (changed)
5808     {
5809       changed = 0;
5810
5811       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
5812          the convergence.  */
5813       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
5814         {
5815           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index], antloc[bb->index],
5816                                               hoist_vbeout[bb->index], transp[bb->index]);
5817           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
5818             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index], hoist_vbein, bb->index);
5819         }
5820
5821       passes++;
5822     }
5823
5824   if (gcse_file)
5825     fprintf (gcse_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
5826 }
5827
5828 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
5829
5830 static void
5831 compute_code_hoist_data ()
5832 {
5833   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
5834   compute_transpout ();
5835   compute_code_hoist_vbeinout ();
5836   calculate_dominance_info (NULL, dominators, CDI_DOMINATORS);
5837   if (gcse_file)
5838     fprintf (gcse_file, "\n");
5839 }
5840
5841 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
5842    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
5843
5844    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
5845    to me that the expression must either be computed or transparent in
5846    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
5847    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
5848    the expression wasn't a loop invariant.
5849
5850    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
5851    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
5852    paths.  */
5853
5854 static int
5855 hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, bb, visited)
5856      basic_block expr_bb;
5857      int expr_index;
5858      basic_block bb;
5859      char *visited;
5860 {
5861   edge pred;
5862   int visited_allocated_locally = 0;
5863
5864
5865   if (visited == NULL)
5866     {
5867       visited_allocated_locally = 1;
5868       visited = xcalloc (last_basic_block, 1);
5869     }
5870
5871   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
5872     {
5873       basic_block pred_bb = pred->src;
5874
5875       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
5876         break;
5877       else if (visited[pred_bb->index])
5878         continue;
5879
5880       /* Does this predecessor generate this expression?  */
5881       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
5882         break;
5883       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
5884         break;
5885
5886       /* Not killed.  */
5887       else
5888         {
5889           visited[pred_bb->index] = 1;
5890           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
5891                                            pred_bb, visited))
5892             break;
5893         }
5894     }
5895   if (visited_allocated_locally)
5896     free (visited);
5897
5898   return (pred == NULL);
5899 }
5900 \f
5901 /* Actually perform code hoisting.  */
5902
5903 static void
5904 hoist_code ()
5905 {
5906   basic_block bb, dominated;
5907   unsigned int i;
5908   struct expr **index_map;
5909   struct expr *expr;
5910
5911   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
5912
5913   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5914      hash table entry.  */
5915
5916   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5917   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5918     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5919       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5920
5921   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
5922      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
5923   FOR_EACH_BB (bb)
5924     {
5925       int found = 0;
5926       int insn_inserted_p;
5927
5928       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
5929          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
5930       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
5931         {
5932           int hoistable = 0;
5933
5934           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i) && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
5935             {
5936               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5937                  we look at every block BB dominates to see if it
5938                  computes the expression.  */
5939               FOR_EACH_BB (dominated)
5940                 {
5941                   /* Ignore self dominance.  */
5942                   if (bb == dominated
5943                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated->index], bb->index))
5944                     continue;
5945
5946                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
5947                      the busy expression and whether or not moving that
5948                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
5949                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
5950                     continue;
5951
5952                   /* Note if the expression would reach the dominated block
5953                      unimpared if it was placed at the end of BB.
5954
5955                      Keep track of how many times this expression is hoistable
5956                      from a dominated block into BB.  */
5957                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
5958                     hoistable++;
5959                 }
5960
5961               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
5962                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
5963                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
5964                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
5965                  allocation.  One could increase this value to try harder
5966                  to avoid any possible code expansion due to register
5967                  allocation issues; however experiments have shown that
5968                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
5969                  from two successors, so raising this threshhold is likely
5970                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
5971               if (hoistable > 1)
5972                 {
5973                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
5974                   found = 1;
5975                 }
5976             }
5977         }
5978
5979       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
5980       if (! found)
5981         continue;
5982
5983       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
5984       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
5985         {
5986           /* We want to insert the expression into BB only once, so
5987              note when we've inserted it.  */
5988           insn_inserted_p = 0;
5989
5990           /* These tests should be the same as the tests above.  */
5991           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
5992             {
5993               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5994                  we look at every block BB dominates to see if it
5995                  computes the expression.  */
5996               FOR_EACH_BB (dominated)
5997                 {
5998                   /* Ignore self dominance.  */
5999                   if (bb == dominated
6000                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated->index], bb->index))
6001                     continue;
6002
6003                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6004                      the busy expression and whether or not moving that
6005                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6006                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6007                     continue;
6008
6009                   /* The expression is computed in the dominated block and
6010                      it would be safe to compute it at the start of the
6011                      dominated block.  Now we have to determine if the
6012                      expression would reach the dominated block if it was
6013                      placed at the end of BB.  */
6014                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6015                     {
6016                       struct expr *expr = index_map[i];
6017                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
6018                       rtx insn;
6019                       rtx set;
6020
6021                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
6022                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
6023                         occr = occr->next;
6024
6025                       /* Should never happen.  */
6026                       if (!occr)
6027                         abort ();
6028
6029                       insn = occr->insn;
6030
6031                       set = single_set (insn);
6032                       if (! set)
6033                         abort ();
6034
6035                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
6036                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
6037                          from the mode of the original destination pseudo.  */
6038                       if (expr->reaching_reg == NULL)
6039                         expr->reaching_reg
6040                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
6041
6042                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
6043                       delete_insn (insn);
6044                       occr->deleted_p = 1;
6045                       if (!insn_inserted_p)
6046                         {
6047                           insert_insn_end_bb (index_map[i], bb, 0);
6048                           insn_inserted_p = 1;
6049                         }
6050                     }
6051                 }
6052             }
6053         }
6054     }
6055
6056   free (index_map);
6057 }
6058
6059 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
6060
6061    Return non-zero if a change was made.  */
6062
6063 static int
6064 one_code_hoisting_pass ()
6065 {
6066   int changed = 0;
6067
6068   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
6069   compute_expr_hash_table ();
6070   if (gcse_file)
6071     dump_hash_table (gcse_file, "Code Hosting Expressions", expr_hash_table,
6072                      expr_hash_table_size, n_exprs);
6073
6074   if (n_exprs > 0)
6075     {
6076       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, n_exprs);
6077       compute_code_hoist_data ();
6078       hoist_code ();
6079       free_code_hoist_mem ();
6080     }
6081
6082   free_expr_hash_table ();
6083
6084   return changed;
6085 }
6086 \f
6087 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
6088     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
6089     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
6090
6091             int i;
6092             float a[10];
6093
6094             void foo(float scale)
6095             {
6096               for (i=0; i<10; i++)
6097                 a[i] *= scale;
6098             }
6099
6100     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
6101     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
6102     of the loop.
6103
6104       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
6105     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
6106     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
6107
6108       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
6109     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
6110     in the loop.  */
6111
6112 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
6113    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
6114
6115 static struct ls_expr *
6116 ldst_entry (x)
6117      rtx x;
6118 {
6119   struct ls_expr * ptr;
6120
6121   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6122     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x))
6123       break;
6124
6125   if (!ptr)
6126     {
6127       ptr = (struct ls_expr *) xmalloc (sizeof (struct ls_expr));
6128
6129       ptr->next         = pre_ldst_mems;
6130       ptr->expr         = NULL;
6131       ptr->pattern      = x;
6132       ptr->loads        = NULL_RTX;
6133       ptr->stores       = NULL_RTX;
6134       ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
6135       ptr->invalid      = 0;
6136       ptr->index        = 0;
6137       ptr->hash_index   = 0;
6138       pre_ldst_mems     = ptr;
6139     }
6140
6141   return ptr;
6142 }
6143
6144 /* Free up an individual ldst entry.  */
6145
6146 static void
6147 free_ldst_entry (ptr)
6148      struct ls_expr * ptr;
6149 {
6150   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
6151   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
6152
6153   free (ptr);
6154 }
6155
6156 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
6157
6158 static void
6159 free_ldst_mems ()
6160 {
6161   while (pre_ldst_mems)
6162     {
6163       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
6164
6165       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6166
6167       free_ldst_entry (tmp);
6168     }
6169
6170   pre_ldst_mems = NULL;
6171 }
6172
6173 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
6174
6175 static void
6176 print_ldst_list (file)
6177      FILE * file;
6178 {
6179   struct ls_expr * ptr;
6180
6181   fprintf (file, "LDST list: \n");
6182
6183   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6184     {
6185       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
6186
6187       print_rtl (file, ptr->pattern);
6188
6189       fprintf (file, "\n         Loads : ");
6190
6191       if (ptr->loads)
6192         print_rtl (file, ptr->loads);
6193       else
6194         fprintf (file, "(nil)");
6195
6196       fprintf (file, "\n        Stores : ");
6197
6198       if (ptr->stores)
6199         print_rtl (file, ptr->stores);
6200       else
6201         fprintf (file, "(nil)");
6202
6203       fprintf (file, "\n\n");
6204     }
6205
6206   fprintf (file, "\n");
6207 }
6208
6209 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
6210
6211 static struct ls_expr *
6212 find_rtx_in_ldst (x)
6213      rtx x;
6214 {
6215   struct ls_expr * ptr;
6216
6217   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6218     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x) && ! ptr->invalid)
6219       return ptr;
6220
6221   return NULL;
6222 }
6223
6224 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
6225
6226 static int
6227 enumerate_ldsts ()
6228 {
6229   struct ls_expr * ptr;
6230   int n = 0;
6231
6232   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6233     ptr->index = n++;
6234
6235   return n;
6236 }
6237
6238 /* Return first item in the list.  */
6239
6240 static inline struct ls_expr *
6241 first_ls_expr ()
6242 {
6243   return pre_ldst_mems;
6244 }
6245
6246 /* Return the next item in ther list after the specified one.  */
6247
6248 static inline struct ls_expr *
6249 next_ls_expr (ptr)
6250      struct ls_expr * ptr;
6251 {
6252   return ptr->next;
6253 }
6254 \f
6255 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
6256
6257 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
6258    side effects. These are the types of loads we consider for the
6259    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
6260
6261 static int
6262 simple_mem (x)
6263      rtx x;
6264 {
6265   if (GET_CODE (x) != MEM)
6266     return 0;
6267
6268   if (MEM_VOLATILE_P (x))
6269     return 0;
6270
6271   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
6272     return 0;
6273
6274   if (!rtx_varies_p (XEXP (x, 0), 0))
6275     return 1;
6276
6277   return 0;
6278 }
6279
6280 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
6281    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
6282    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
6283    loads since the aliasing code will allow all entries in the
6284    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
6285    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
6286    fix it up.  */
6287
6288 static void
6289 invalidate_any_buried_refs (x)
6290      rtx x;
6291 {
6292   const char * fmt;
6293   int i, j;
6294   struct ls_expr * ptr;
6295
6296   /* Invalidate it in the list.  */
6297   if (GET_CODE (x) == MEM && simple_mem (x))
6298     {
6299       ptr = ldst_entry (x);
6300       ptr->invalid = 1;
6301     }
6302
6303   /* Recursively process the insn.  */
6304   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6305
6306   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6307     {
6308       if (fmt[i] == 'e')
6309         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
6310       else if (fmt[i] == 'E')
6311         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6312           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
6313     }
6314 }
6315
6316 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES. Simple
6317    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no
6318    side effects and no registers in the expression. If there are any
6319    uses/defs which don't match this criteria, it is invalidated and
6320    trimmed out later.  */
6321
6322 static void
6323 compute_ld_motion_mems ()
6324 {
6325   struct ls_expr * ptr;
6326   basic_block bb;
6327   rtx insn;
6328
6329   pre_ldst_mems = NULL;
6330
6331   FOR_EACH_BB (bb)
6332     {
6333       for (insn = bb->head;
6334            insn && insn != NEXT_INSN (bb->end);
6335            insn = NEXT_INSN (insn))
6336         {
6337           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
6338             {
6339               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6340                 {
6341                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
6342                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
6343
6344                   /* Check for a simple LOAD...  */
6345                   if (GET_CODE (src) == MEM && simple_mem (src))
6346                     {
6347                       ptr = ldst_entry (src);
6348                       if (GET_CODE (dest) == REG)
6349                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
6350                       else
6351                         ptr->invalid = 1;
6352                     }
6353                   else
6354                     {
6355                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
6356                       invalidate_any_buried_refs (src);
6357                     }
6358
6359                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
6360                      will block any movement we might do later. We only care
6361                      about this exact pattern since those are the only
6362                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
6363                   if (GET_CODE (dest) == MEM && simple_mem (dest))
6364                     {
6365                       ptr = ldst_entry (dest);
6366
6367                       if (GET_CODE (src) != MEM
6368                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS)
6369                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6370                       else
6371                         ptr->invalid = 1;
6372                     }
6373                 }
6374               else
6375                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
6376             }
6377         }
6378     }
6379 }
6380
6381 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
6382    expression list for pre gcse.  */
6383
6384 static void
6385 trim_ld_motion_mems ()
6386 {
6387   struct ls_expr * last = NULL;
6388   struct ls_expr * ptr = first_ls_expr ();
6389
6390   while (ptr != NULL)
6391     {
6392       int del = ptr->invalid;
6393       struct expr * expr = NULL;
6394
6395       /* Delete if entry has been made invalid.  */
6396       if (!del)
6397         {
6398           unsigned int i;
6399
6400           del = 1;
6401           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
6402           for (i = 0; i < expr_hash_table_size && del; i++)
6403             {
6404               for (expr = expr_hash_table[i];
6405                    expr != NULL;
6406                    expr = expr->next_same_hash)
6407                 if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
6408                   {
6409                     del = 0;
6410                     break;
6411                   }
6412             }
6413         }
6414
6415       if (del)
6416         {
6417           if (last != NULL)
6418             {
6419               last->next = ptr->next;
6420               free_ldst_entry (ptr);
6421               ptr = last->next;
6422             }
6423           else
6424             {
6425               pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6426               free_ldst_entry (ptr);
6427               ptr = pre_ldst_mems;
6428             }
6429         }
6430       else
6431         {
6432           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
6433           last = ptr;
6434           ptr->expr = expr;
6435           ptr = ptr->next;
6436         }
6437     }
6438
6439   /* Show the world what we've found.  */
6440   if (gcse_file && pre_ldst_mems != NULL)
6441     print_ldst_list (gcse_file);
6442 }
6443
6444 /* This routine will take an expression which we are replacing with
6445    a reaching register, and update any stores that are needed if
6446    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
6447    copying their SRC to the reaching register, and then storeing
6448    the reaching register into the store location. These keeps the
6449    correct value in the reaching register for the loads.  */
6450
6451 static void
6452 update_ld_motion_stores (expr)
6453      struct expr * expr;
6454 {
6455   struct ls_expr * mem_ptr;
6456
6457   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
6458     {
6459       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
6460          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
6461          dead and should be eliminated later.  */
6462
6463       /* We replace  SET mem = expr   with
6464            SET reg = expr
6465            SET mem = reg , where reg is the
6466            reaching reg used in the load.  */
6467       rtx list = mem_ptr->stores;
6468
6469       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
6470         {
6471           rtx insn = XEXP (list, 0);
6472           rtx pat = PATTERN (insn);
6473           rtx src = SET_SRC (pat);
6474           rtx reg = expr->reaching_reg;
6475           rtx copy, new;
6476
6477           /* If we've already copied it, continue.  */
6478           if (expr->reaching_reg == src)
6479             continue;
6480
6481           if (gcse_file)
6482             {
6483               fprintf (gcse_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
6484               print_rtl (gcse_file, expr->reaching_reg);
6485               fprintf (gcse_file, ":\n  ");
6486               print_inline_rtx (gcse_file, insn, 8);
6487               fprintf (gcse_file, "\n");
6488             }
6489
6490           copy = gen_move_insn ( reg, SET_SRC (pat));
6491           new = emit_insn_before (copy, insn);
6492           record_one_set (REGNO (reg), new);
6493           SET_SRC (pat) = reg;
6494
6495           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
6496           INSN_CODE (insn) = -1;
6497           gcse_create_count++;
6498         }
6499     }
6500 }
6501 \f
6502 /* Store motion code.  */
6503
6504 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the
6505    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
6506 static sbitmap * regvec;
6507
6508 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
6509 static sbitmap * st_antloc;
6510
6511 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
6512 static int num_stores;
6513
6514 /* Checks to set if we need to mark a register set. Called from note_stores.  */
6515
6516 static void
6517 reg_set_info (dest, setter, data)
6518      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
6519      void * data ATTRIBUTE_UNUSED;
6520 {
6521   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
6522     dest = SUBREG_REG (dest);
6523
6524   if (GET_CODE (dest) == REG)
6525     SET_BIT (*regvec, REGNO (dest));
6526 }
6527
6528 /* Return non-zero if the register operands of expression X are killed
6529    anywhere in basic block BB.  */
6530
6531 static int
6532 store_ops_ok (x, bb)
6533      rtx x;
6534      basic_block bb;
6535 {
6536   int i;
6537   enum rtx_code code;
6538   const char * fmt;
6539
6540   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
6541  repeat:
6542
6543   if (x == 0)
6544     return 1;
6545
6546   code = GET_CODE (x);
6547   switch (code)
6548     {
6549     case REG:
6550         /* If a reg has changed after us in this
6551            block, the operand has been killed.  */
6552         return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
6553
6554     case MEM:
6555       x = XEXP (x, 0);
6556       goto repeat;
6557
6558     case PRE_DEC:
6559     case PRE_INC:
6560     case POST_DEC:
6561     case POST_INC:
6562       return 0;
6563
6564     case PC:
6565     case CC0: /*FIXME*/
6566     case CONST:
6567     case CONST_INT:
6568     case CONST_DOUBLE:
6569     case CONST_VECTOR:
6570     case SYMBOL_REF:
6571     case LABEL_REF:
6572     case ADDR_VEC:
6573     case ADDR_DIFF_VEC:
6574       return 1;
6575
6576     default:
6577       break;
6578     }
6579
6580   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
6581   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6582
6583   for (; i >= 0; i--)
6584     {
6585       if (fmt[i] == 'e')
6586         {
6587           rtx tem = XEXP (x, i);
6588
6589           /* If we are about to do the last recursive call
6590              needed at this level, change it into iteration.
6591              This function is called enough to be worth it.  */
6592           if (i == 0)
6593             {
6594               x = tem;
6595               goto repeat;
6596             }
6597
6598           if (! store_ops_ok (tem, bb))
6599             return 0;
6600         }
6601       else if (fmt[i] == 'E')
6602         {
6603           int j;
6604
6605           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6606             {
6607               if (! store_ops_ok (XVECEXP (x, i, j), bb))
6608                 return 0;
6609             }
6610         }
6611     }
6612
6613   return 1;
6614 }
6615
6616 /* Determine whether insn is MEM store pattern that we will consider moving.  */
6617
6618 static void
6619 find_moveable_store (insn)
6620      rtx insn;
6621 {
6622   struct ls_expr * ptr;
6623   rtx dest = PATTERN (insn);
6624
6625   if (GET_CODE (dest) != SET
6626       || GET_CODE (SET_SRC (dest)) == ASM_OPERANDS)
6627     return;
6628
6629   dest = SET_DEST (dest);
6630
6631   if (GET_CODE (dest) != MEM || MEM_VOLATILE_P (dest)
6632       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
6633     return;
6634
6635   if (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != SYMBOL_REF)
6636       return;
6637
6638   if (rtx_varies_p (XEXP (dest, 0), 0))
6639     return;
6640
6641   ptr = ldst_entry (dest);
6642   ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6643 }
6644
6645 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6646    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6647
6648 static int
6649 compute_store_table ()
6650 {
6651   int ret;
6652   basic_block bb;
6653   unsigned regno;
6654   rtx insn, pat;
6655
6656   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6657
6658   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
6659                                                        max_gcse_regno);
6660   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
6661   pre_ldst_mems = 0;
6662
6663   /* Find all the stores we care about.  */
6664   FOR_EACH_BB (bb)
6665     {
6666       regvec = & (reg_set_in_block[bb->index]);
6667       for (insn = bb->end;
6668            insn && insn != PREV_INSN (bb->end);
6669            insn = PREV_INSN (insn))
6670         {
6671           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
6672           if (! INSN_P (insn))
6673             continue;
6674
6675           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6676             {
6677               bool clobbers_all = false;
6678 #ifdef NON_SAVING_SETJMP
6679               if (NON_SAVING_SETJMP
6680                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
6681                 clobbers_all = true;
6682 #endif
6683
6684               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
6685                 if (clobbers_all
6686                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
6687                   SET_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
6688             }
6689
6690           pat = PATTERN (insn);
6691           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
6692
6693           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
6694           if (GET_CODE (pat) == SET)
6695             find_moveable_store (insn);
6696         }
6697     }
6698
6699   ret = enumerate_ldsts ();
6700
6701   if (gcse_file)
6702     {
6703       fprintf (gcse_file, "Store Motion Expressions.\n");
6704       print_ldst_list (gcse_file);
6705     }
6706
6707   return ret;
6708 }
6709
6710 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.  */
6711
6712 static int
6713 load_kills_store (x, store_pattern)
6714      rtx x, store_pattern;
6715 {
6716   if (true_dependence (x, GET_MODE (x), store_pattern, rtx_addr_varies_p))
6717     return 1;
6718   return 0;
6719 }
6720
6721 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias
6722    STORE_PATTERN.  Return 1 if found.  */
6723
6724 static int
6725 find_loads (x, store_pattern)
6726      rtx x, store_pattern;
6727 {
6728   const char * fmt;
6729   int i, j;
6730   int ret = 0;
6731
6732   if (!x)
6733     return 0;
6734
6735   if (GET_CODE (x) == SET)
6736     x = SET_SRC (x);
6737
6738   if (GET_CODE (x) == MEM)
6739     {
6740       if (load_kills_store (x, store_pattern))
6741         return 1;
6742     }
6743
6744   /* Recursively process the insn.  */
6745   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6746
6747   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
6748     {
6749       if (fmt[i] == 'e')
6750         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern);
6751       else if (fmt[i] == 'E')
6752         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6753           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern);
6754     }
6755   return ret;
6756 }
6757
6758 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).
6759    Return 1 if it it does.  */
6760
6761 static int
6762 store_killed_in_insn (x, insn)
6763      rtx x, insn;
6764 {
6765   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
6766     return 0;
6767
6768   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6769     {
6770       /* A normal or pure call might read from pattern,
6771          but a const call will not.  */
6772       return ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn) || pure_call_p (insn);
6773     }
6774
6775   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6776     {
6777       rtx pat = PATTERN (insn);
6778       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
6779       if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM && !expr_equiv_p (SET_DEST (pat), x))
6780         /* pretend its a load and check for aliasing.  */
6781         if (find_loads (SET_DEST (pat), x))
6782           return 1;
6783       return find_loads (SET_SRC (pat), x);
6784     }
6785   else
6786     return find_loads (PATTERN (insn), x);
6787 }
6788
6789 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6790    within basic block BB.  */
6791
6792 static int
6793 store_killed_after (x, insn, bb)
6794      rtx x, insn;
6795      basic_block bb;
6796 {
6797   rtx last = bb->end;
6798
6799   if (insn == last)
6800     return 0;
6801
6802   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6803      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll
6804      decide we can't move it, regardless of whether it changed above
6805      or below the store. This could be improved by checking the register
6806      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6807   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6808     return 1;
6809
6810   for ( ; insn && insn != NEXT_INSN (last); insn = NEXT_INSN (insn))
6811     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6812       return 1;
6813
6814   return 0;
6815 }
6816
6817 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6818    within basic block BB.  */
6819 static int
6820 store_killed_before (x, insn, bb)
6821      rtx x, insn;
6822      basic_block bb;
6823 {
6824   rtx first = bb->head;
6825
6826   if (insn == first)
6827     return store_killed_in_insn (x, insn);
6828
6829   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6830      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll
6831      decide we can't move it, regardless of whether it changed above
6832      or below the store. This could be improved by checking the register
6833      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6834   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6835     return 1;
6836
6837   for ( ; insn && insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6838     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6839       return 1;
6840
6841   return 0;
6842 }
6843
6844 #define ANTIC_STORE_LIST(x)     ((x)->loads)
6845 #define AVAIL_STORE_LIST(x)     ((x)->stores)
6846
6847 /* Given the table of available store insns at the end of blocks,
6848    determine which ones are not killed by aliasing, and generate
6849    the appropriate vectors for gen and killed.  */
6850 static void
6851 build_store_vectors ()
6852 {
6853   basic_block bb, b;
6854   rtx insn, st;
6855   struct ls_expr * ptr;
6856
6857   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
6858      by aliasing later in its block.  */
6859   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6860   sbitmap_vector_zero (ae_gen, last_basic_block);
6861
6862   st_antloc = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6863   sbitmap_vector_zero (st_antloc, last_basic_block);
6864
6865   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6866     {
6867       /* Put all the stores into either the antic list, or the avail list,
6868          or both.  */
6869       rtx store_list = ptr->stores;
6870       ptr->stores = NULL_RTX;
6871
6872       for (st = store_list; st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6873         {
6874           insn = XEXP (st, 0);
6875           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6876
6877           if (!store_killed_after (ptr->pattern, insn, bb))
6878             {
6879               /* If we've already seen an availale expression in this block,
6880                  we can delete the one we saw already (It occurs earlier in
6881                  the block), and replace it with this one). We'll copy the
6882                  old SRC expression to an unused register in case there
6883                  are any side effects.  */
6884               if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6885                 {
6886                   /* Find previous store.  */
6887                   rtx st;
6888                   for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st ; st = XEXP (st, 1))
6889                     if (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (st, 0)) == bb)
6890                       break;
6891                   if (st)
6892                     {
6893                       rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
6894                       if (gcse_file)
6895                         fprintf (gcse_file, "Removing redundant store:\n");
6896                       replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb);
6897                       XEXP (st, 0) = insn;
6898                       continue;
6899                     }
6900                 }
6901               SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
6902               AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6903                                                         AVAIL_STORE_LIST (ptr));
6904             }
6905
6906           if (!store_killed_before (ptr->pattern, insn, bb))
6907             {
6908               SET_BIT (st_antloc[BLOCK_NUM (insn)], ptr->index);
6909               ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6910                                                         ANTIC_STORE_LIST (ptr));
6911             }
6912         }
6913
6914       /* Free the original list of store insns.  */
6915       free_INSN_LIST_list (&store_list);
6916     }
6917
6918   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6919   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
6920
6921   transp = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6922   sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
6923
6924   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6925     FOR_EACH_BB (b)
6926       {
6927         if (store_killed_after (ptr->pattern, b->head, b))
6928           {
6929             /* The anticipatable expression is not killed if it's gen'd.  */
6930             /*
6931               We leave this check out for now. If we have a code sequence
6932               in a block which looks like:
6933                         ST MEMa = x
6934                         L     y = MEMa
6935                         ST MEMa = z
6936               We should flag this as having an ANTIC expression, NOT
6937               transparent, NOT killed, and AVAIL.
6938               Unfortunately, since we haven't re-written all loads to
6939               use the reaching reg, we'll end up doing an incorrect
6940               Load in the middle here if we push the store down. It happens in
6941                     gcc.c-torture/execute/960311-1.c with -O3
6942               If we always kill it in this case, we'll sometimes do
6943               uneccessary work, but it shouldn't actually hurt anything.
6944             if (!TEST_BIT (ae_gen[b], ptr->index)).  */
6945             SET_BIT (ae_kill[b->index], ptr->index);
6946           }
6947         else
6948           SET_BIT (transp[b->index], ptr->index);
6949       }
6950
6951   /* Any block with no exits calls some non-returning function, so
6952      we better mark the store killed here, or we might not store to
6953      it at all.  If we knew it was abort, we wouldn't have to store,
6954      but we don't know that for sure.  */
6955   if (gcse_file)
6956     {
6957       fprintf (gcse_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
6958       print_ldst_list (gcse_file);
6959       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_antloc", "", st_antloc, last_basic_block);
6960       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_kill", "", ae_kill, last_basic_block);
6961       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "Transpt", "", transp, last_basic_block);
6962       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_avloc", "", ae_gen, last_basic_block);
6963     }
6964 }
6965
6966 /* Insert an instruction at the begining of a basic block, and update
6967    the BLOCK_HEAD if needed.  */
6968
6969 static void
6970 insert_insn_start_bb (insn, bb)
6971      rtx insn;
6972      basic_block bb;
6973 {
6974   /* Insert at start of successor block.  */
6975   rtx prev = PREV_INSN (bb->head);
6976   rtx before = bb->head;
6977   while (before != 0)
6978     {
6979       if (GET_CODE (before) != CODE_LABEL
6980           && (GET_CODE (before) != NOTE
6981               || NOTE_LINE_NUMBER (before) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
6982         break;
6983       prev = before;
6984       if (prev == bb->end)
6985         break;
6986       before = NEXT_INSN (before);
6987     }
6988
6989   insn = emit_insn_after (insn, prev);
6990
6991   if (gcse_file)
6992     {
6993       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
6994                bb->index);
6995       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
6996       fprintf (gcse_file, "\n");
6997     }
6998 }
6999
7000 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
7001    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns non-zero
7002    if an edge insertion was performed.  */
7003
7004 static int
7005 insert_store (expr, e)
7006      struct ls_expr * expr;
7007      edge e;
7008 {
7009   rtx reg, insn;
7010   basic_block bb;
7011   edge tmp;
7012
7013   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
7014      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
7015   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7016     return 0;
7017
7018   reg = expr->reaching_reg;
7019   insn = gen_move_insn (expr->pattern, reg);
7020
7021   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
7022      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
7023      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
7024   bb = e->dest;
7025   for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7026     {
7027       int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7028       if (index == EDGE_INDEX_NO_EDGE)
7029         abort ();
7030       if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
7031         break;
7032     }
7033
7034   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
7035      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
7036   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
7037     {
7038       for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7039         {
7040           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7041           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
7042         }
7043       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7044       return 0;
7045     }
7046
7047   /* We can't insert on this edge, so we'll insert at the head of the
7048      successors block.  See Morgan, sec 10.5.  */
7049   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
7050     {
7051       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7052       return 0;
7053     }
7054
7055   insert_insn_on_edge (insn, e);
7056
7057   if (gcse_file)
7058     {
7059       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
7060                e->src->index, e->dest->index);
7061       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7062       fprintf (gcse_file, "\n");
7063     }
7064
7065   return 1;
7066 }
7067
7068 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
7069
7070 static void
7071 replace_store_insn (reg, del, bb)
7072      rtx reg, del;
7073      basic_block bb;
7074 {
7075   rtx insn;
7076
7077   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (PATTERN (del)));
7078   insn = emit_insn_after (insn, del);
7079
7080   if (gcse_file)
7081     {
7082       fprintf (gcse_file,
7083                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
7084       print_inline_rtx (gcse_file, del, 6);
7085       fprintf (gcse_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
7086       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7087       fprintf (gcse_file, "\n");
7088     }
7089
7090   delete_insn (del);
7091 }
7092
7093
7094 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
7095    the reaching_reg for later storing.  */
7096
7097 static void
7098 delete_store (expr, bb)
7099      struct ls_expr * expr;
7100      basic_block bb;
7101 {
7102   rtx reg, i, del;
7103
7104   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7105     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
7106
7107
7108   /* If there is more than 1 store, the earlier ones will be dead,
7109      but it doesn't hurt to replace them here.  */
7110   reg = expr->reaching_reg;
7111
7112   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
7113     {
7114       del = XEXP (i, 0);
7115       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
7116         {
7117           /* We know there is only one since we deleted redundant
7118              ones during the available computation.  */
7119           replace_store_insn (reg, del, bb);
7120           break;
7121         }
7122     }
7123 }
7124
7125 /* Free memory used by store motion.  */
7126
7127 static void
7128 free_store_memory ()
7129 {
7130   free_ldst_mems ();
7131
7132   if (ae_gen)
7133     sbitmap_vector_free (ae_gen);
7134   if (ae_kill)
7135     sbitmap_vector_free (ae_kill);
7136   if (transp)
7137     sbitmap_vector_free (transp);
7138   if (st_antloc)
7139     sbitmap_vector_free (st_antloc);
7140   if (pre_insert_map)
7141     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
7142   if (pre_delete_map)
7143     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
7144   if (reg_set_in_block)
7145     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7146
7147   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
7148   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
7149 }
7150
7151 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
7152    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
7153
7154 static void
7155 store_motion ()
7156 {
7157   basic_block bb;
7158   int x;
7159   struct ls_expr * ptr;
7160   int update_flow = 0;
7161
7162   if (gcse_file)
7163     {
7164       fprintf (gcse_file, "before store motion\n");
7165       print_rtl (gcse_file, get_insns ());
7166     }
7167
7168
7169   init_alias_analysis ();
7170
7171   /* Find all the stores that are live to the end of their block.  */
7172   num_stores = compute_store_table ();
7173   if (num_stores == 0)
7174     {
7175       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7176       end_alias_analysis ();
7177       return;
7178     }
7179
7180   /* Now compute whats actually available to move.  */
7181   add_noreturn_fake_exit_edges ();
7182   build_store_vectors ();
7183
7184   edge_list = pre_edge_rev_lcm (gcse_file, num_stores, transp, ae_gen,
7185                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map,
7186                                 &pre_delete_map);
7187
7188   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
7189   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7190     {
7191       FOR_EACH_BB (bb)
7192         if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], ptr->index))
7193           delete_store (ptr, bb);
7194
7195       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
7196         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
7197           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
7198     }
7199
7200   if (update_flow)
7201     commit_edge_insertions ();
7202
7203   free_store_memory ();
7204   free_edge_list (edge_list);
7205   remove_fake_edges ();
7206   end_alias_analysis ();
7207 }
7208
7209 #include "gt-gcse.h"