OSDN Git Service

* common.opt (debug_struct_ordinary, debug_struct_generic): New
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
4    2006, 2007, 2008, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 /* TODO
23    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
24    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
25      calc of how many regs are available in each class and use that to
26      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
27    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
28      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
29      allows more load motion, particularly out of loops.
30
31 */
32
33 /* References searched while implementing this.
34
35    Compilers Principles, Techniques and Tools
36    Aho, Sethi, Ullman
37    Addison-Wesley, 1988
38
39    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
40    E. Morel, C. Renvoise
41    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
42
43    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
44    Frederick Chow
45    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
46
47    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
48    D.M. Dhamdhere
49    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
50
51    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
52    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
53    K-H Drechsler, M.P. Stadel
54    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
55
56    Practical Adaptation of the Global Optimization
57    Algorithm of Morel and Renvoise
58    D.M. Dhamdhere
59    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
60
61    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
62    Dependence Graph
63    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
64    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
65
66    Lazy Code Motion
67    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
68    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
69
70    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
71    Time for Reducible Flow Control
72    Thomas Ball
73    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
74    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
75
76    An Efficient Representation for Sparse Sets
77    Preston Briggs, Linda Torczon
78    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
79    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
80
81    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
82    K-H Drechsler, M.P. Stadel
83    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
84
85    Partial Dead Code Elimination
86    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
88
89    Effective Partial Redundancy Elimination
90    P. Briggs, K.D. Cooper
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
94    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    Optimal Code Motion: Theory and Practice
98    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
99    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
100
101    The power of assignment motion
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
104
105    Global code motion / global value numbering
106    C. Click
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Value Driven Redundancy Elimination
110    L.T. Simpson
111    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
112
113    Value Numbering
114    L.T. Simpson
115    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
116
117    High Performance Compilers for Parallel Computing
118    Michael Wolfe
119    Addison-Wesley, 1996
120
121    Advanced Compiler Design and Implementation
122    Steven Muchnick
123    Morgan Kaufmann, 1997
124
125    Building an Optimizing Compiler
126    Robert Morgan
127    Digital Press, 1998
128
129    People wishing to speed up the code here should read:
130      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
131      B.G. Ryder, M.C. Paull
132      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
133
134      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
135      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
136      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
137
138    People wishing to do something different can find various possibilities
139    in the above papers and elsewhere.
140 */
141
142 #include "config.h"
143 #include "system.h"
144 #include "coretypes.h"
145 #include "tm.h"
146 #include "diagnostic-core.h"
147 #include "toplev.h"
148
149 #include "rtl.h"
150 #include "tree.h"
151 #include "tm_p.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "hard-reg-set.h"
154 #include "flags.h"
155 #include "insn-config.h"
156 #include "recog.h"
157 #include "basic-block.h"
158 #include "output.h"
159 #include "function.h"
160 #include "expr.h"
161 #include "except.h"
162 #include "ggc.h"
163 #include "params.h"
164 #include "cselib.h"
165 #include "intl.h"
166 #include "obstack.h"
167 #include "timevar.h"
168 #include "tree-pass.h"
169 #include "hashtab.h"
170 #include "df.h"
171 #include "dbgcnt.h"
172 #include "target.h"
173 #include "gcse.h"
174
175 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
176    are a superset of those done by classic GCSE.
177
178    We perform the following steps:
179
180    1) Compute table of places where registers are set.
181
182    2) Perform copy/constant propagation.
183
184    3) Perform global cse using lazy code motion if not optimizing
185       for size, or code hoisting if we are.
186
187    4) Perform another pass of copy/constant propagation.  Try to bypass
188       conditional jumps if the condition can be computed from a value of
189       an incoming edge.
190
191    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
192    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
193    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
194    GCSE will try to use an existing register containing the common
195    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
196    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
197
198    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
199    (set (pseudo-reg) (expression)).
200    Function want_to_gcse_p says what these are.
201
202    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
203    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
204    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
205    high part and a low part).
206
207    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
208    partially redundant).
209
210    **********************
211
212    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
213    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
214    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
215    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
216    the expense.
217
218    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
219    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
220    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
221    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
222
223    It was found doing copy propagation between each pass enables further
224    substitutions.
225
226    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
227    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
228    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
229    at the time when the study was conducted.
230
231    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
232    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
233
234    **********************
235
236    The steps for PRE are:
237
238    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
239
240    2) Perform the data flow analysis for PRE.
241
242    3) Delete the redundant instructions
243
244    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
245       redundant instructions fully redundant.
246
247    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
248       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
249
250    The deletion is done first so that when we do insertions we
251    know which pseudo reg to use.
252
253    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
254    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
255    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
256
257    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
258    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
259    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
260    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
261    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
262    each register in each block and thus can try to use an existing
263    register.  */
264 \f
265 /* GCSE global vars.  */
266
267 struct target_gcse default_target_gcse;
268 #if SWITCHABLE_TARGET
269 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
270 #endif
271
272 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
273 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
274
275 /* An obstack for our working variables.  */
276 static struct obstack gcse_obstack;
277
278 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
279
280 /* Hash table of expressions.  */
281
282 struct expr
283 {
284   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
285   rtx expr;
286   /* Index in the available expression bitmaps.  */
287   int bitmap_index;
288   /* Next entry with the same hash.  */
289   struct expr *next_same_hash;
290   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
291      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
292      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
293      to the occurrence and the output is not used between the start of
294      the block and the occurrence.  */
295   struct occr *antic_occr;
296   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
297      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
298      basic block and the operands are not modified by following statements in
299      the basic block [including this insn].  */
300   struct occr *avail_occr;
301   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
302      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
303      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
304   rtx reaching_reg;
305   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
306      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
307      to keep register pressure under control.
308      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
309      travel.  */
310   int max_distance;
311 };
312
313 /* Occurrence of an expression.
314    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
315    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
316
317 struct occr
318 {
319   /* Next occurrence of this expression.  */
320   struct occr *next;
321   /* The insn that computes the expression.  */
322   rtx insn;
323   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
324   char deleted_p;
325   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
326      reaching_reg.  */
327   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
328      the same byte.  */
329   char copied_p;
330 };
331
332 typedef struct occr *occr_t;
333 DEF_VEC_P (occr_t);
334 DEF_VEC_ALLOC_P (occr_t, heap);
335
336 /* Expression and copy propagation hash tables.
337    Each hash table is an array of buckets.
338    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
339    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
340    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
341    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
342    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
343    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
344
345 struct hash_table_d
346 {
347   /* The table itself.
348      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
349   struct expr **table;
350
351   /* Size of the hash table, in elements.  */
352   unsigned int size;
353
354   /* Number of hash table elements.  */
355   unsigned int n_elems;
356
357   /* Whether the table is expression of copy propagation one.  */
358   int set_p;
359 };
360
361 /* Expression hash table.  */
362 static struct hash_table_d expr_hash_table;
363
364 /* Copy propagation hash table.  */
365 static struct hash_table_d set_hash_table;
366
367 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
368    or store motion.
369    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
370    anything except itself. (i.e., loads and stores to a single location).
371    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
372    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
373    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
374    no side effects so we can re-issue the setter value.
375    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
376    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
377
378 struct ls_expr
379 {
380   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
381   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
382   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
383   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
384   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
385   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
386   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
387   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
388   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
389   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
390 };
391
392 /* Array of implicit set patterns indexed by basic block index.  */
393 static rtx *implicit_sets;
394
395 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
396 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
397
398 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
399 static htab_t pre_ldst_table = NULL;
400
401 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
402    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
403    the start of the basic block.  */
404 static regset reg_set_bitmap;
405
406 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
407    memory within that block.  */
408 static rtx * modify_mem_list;
409 static bitmap modify_mem_list_set;
410
411 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
412 static rtx * canon_modify_mem_list;
413
414 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
415    function calls.  */
416 static bitmap blocks_with_calls;
417
418 /* Various variables for statistics gathering.  */
419
420 /* Memory used in a pass.
421    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
422    to keep an eye on memory usage.  */
423 static int bytes_used;
424
425 /* GCSE substitutions made.  */
426 static int gcse_subst_count;
427 /* Number of copy instructions created.  */
428 static int gcse_create_count;
429 /* Number of local constants propagated.  */
430 static int local_const_prop_count;
431 /* Number of local copies propagated.  */
432 static int local_copy_prop_count;
433 /* Number of global constants propagated.  */
434 static int global_const_prop_count;
435 /* Number of global copies propagated.  */
436 static int global_copy_prop_count;
437 \f
438 /* Doing code hoisting.  */
439 static bool doing_code_hoisting_p = false;
440 \f
441 /* For available exprs */
442 static sbitmap *ae_kill;
443 \f
444 static void compute_can_copy (void);
445 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
446 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
447 static void *gcse_alloc (unsigned long);
448 static void alloc_gcse_mem (void);
449 static void free_gcse_mem (void);
450 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
451 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
452 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
453 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
454 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
455 static bool gcse_constant_p (const_rtx);
456 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
457 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
458 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
459 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
460                                   struct hash_table_d *);
461 static void insert_set_in_table (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
462 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
463 static unsigned int hash_set (int, int);
464 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
465 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
466 static void record_last_mem_set_info (rtx);
467 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
468 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
469 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *, int);
470 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
471 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
472 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
473 static struct expr *lookup_set (unsigned int, struct hash_table_d *);
474 static struct expr *next_set (unsigned int, struct expr *);
475 static void reset_opr_set_tables (void);
476 static int oprs_not_set_p (const_rtx, const_rtx);
477 static void mark_call (rtx);
478 static void mark_set (rtx, rtx);
479 static void mark_clobber (rtx, rtx);
480 static void mark_oprs_set (rtx);
481 static void alloc_cprop_mem (int, int);
482 static void free_cprop_mem (void);
483 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *, int);
484 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
485                                       struct hash_table_d *);
486 static void compute_cprop_data (void);
487 static void find_used_regs (rtx *, void *);
488 static int try_replace_reg (rtx, rtx, rtx);
489 static struct expr *find_avail_set (int, rtx);
490 static int cprop_jump (basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx);
491 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
492 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
493 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
494 static int cprop_insn (rtx);
495 static void find_implicit_sets (void);
496 static int one_cprop_pass (void);
497 static bool constprop_register (rtx, rtx, rtx);
498 static struct expr *find_bypass_set (int, int);
499 static bool reg_killed_on_edge (const_rtx, const_edge);
500 static int bypass_block (basic_block, rtx, rtx);
501 static int bypass_conditional_jumps (void);
502 static void alloc_pre_mem (int, int);
503 static void free_pre_mem (void);
504 static void compute_pre_data (void);
505 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
506                                     basic_block);
507 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
508 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
509 static void pre_insert_copies (void);
510 static int pre_delete (void);
511 static int pre_gcse (void);
512 static int one_pre_gcse_pass (void);
513 static void add_label_notes (rtx, rtx);
514 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
515 static void free_code_hoist_mem (void);
516 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
517 static void compute_code_hoist_data (void);
518 static int hoist_expr_reaches_here_p (basic_block, int, basic_block, char *,
519                                       int, int *);
520 static int hoist_code (void);
521 static int one_code_hoisting_pass (void);
522 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
523 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
524 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
525                                          basic_block, char *);
526 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
527 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
528 static void free_ldst_mems (void);
529 static void print_ldst_list (FILE *);
530 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
531 static inline struct ls_expr * first_ls_expr (void);
532 static inline struct ls_expr * next_ls_expr (struct ls_expr *);
533 static int simple_mem (const_rtx);
534 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
535 static void compute_ld_motion_mems (void);
536 static void trim_ld_motion_mems (void);
537 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
538 static void free_insn_expr_list_list (rtx *);
539 static void clear_modify_mem_tables (void);
540 static void free_modify_mem_tables (void);
541 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
542 static void local_cprop_find_used_regs (rtx *, void *);
543 static bool do_local_cprop (rtx, rtx);
544 static int local_cprop_pass (void);
545 static bool is_too_expensive (const char *);
546
547 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
548 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
549
550 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
551 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
552
553 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
554 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
555
556 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
557 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
558 \f
559 /* Misc. utilities.  */
560
561 #define can_copy \
562   (this_target_gcse->x_can_copy)
563 #define can_copy_init_p \
564   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
565
566 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
567
568 static void
569 compute_can_copy (void)
570 {
571   int i;
572 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
573   rtx reg, insn;
574 #endif
575   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
576
577   start_sequence ();
578   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
579     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
580       {
581 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
582         can_copy[i] = 0;
583 #else
584         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
585         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
586         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
587           can_copy[i] = 1;
588 #endif
589       }
590     else
591       can_copy[i] = 1;
592
593   end_sequence ();
594 }
595
596 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
597
598 bool
599 can_copy_p (enum machine_mode mode)
600 {
601   if (! can_copy_init_p)
602     {
603       compute_can_copy ();
604       can_copy_init_p = true;
605     }
606
607   return can_copy[mode] != 0;
608 }
609
610 \f
611 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
612
613 static void *
614 gmalloc (size_t size)
615 {
616   bytes_used += size;
617   return xmalloc (size);
618 }
619
620 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
621
622 static void *
623 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
624 {
625   bytes_used += nelem * elsize;
626   return xcalloc (nelem, elsize);
627 }
628
629 /* Cover function to obstack_alloc.  */
630
631 static void *
632 gcse_alloc (unsigned long size)
633 {
634   bytes_used += size;
635   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
636 }
637
638 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
639    This is called at the start of each pass.  */
640
641 static void
642 alloc_gcse_mem (void)
643 {
644   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
645   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
646
647   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
648      basic block.  */
649   modify_mem_list = GCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
650   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
651   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
652   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
653 }
654
655 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
656
657 static void
658 free_gcse_mem (void)
659 {
660   free_modify_mem_tables ();
661   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
662   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
663 }
664 \f
665 /* Compute the local properties of each recorded expression.
666
667    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
668    other blocks.
669
670    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
671    in the block.
672
673    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
674    at least once and expression would contain the same value if the
675    computation was moved to the end of the block.
676
677    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
678    least once and expression would contain the same value if the computation
679    was moved to the beginning of the block.
680
681    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
682    basically the same information and thus can easily share this code.
683
684    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
685    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
686    particular property.
687
688    TABLE controls which hash table to look at.  If it is  set hash table,
689    additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
690    ABSALTERED.  */
691
692 static void
693 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
694                           struct hash_table_d *table)
695 {
696   unsigned int i;
697
698   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
699   if (transp)
700     {
701       if (table->set_p)
702         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
703       else
704         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
705     }
706
707   if (comp)
708     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
709   if (antloc)
710     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
711
712   for (i = 0; i < table->size; i++)
713     {
714       struct expr *expr;
715
716       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
717         {
718           int indx = expr->bitmap_index;
719           struct occr *occr;
720
721           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
722              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
723              then reset the bits for those that are.  */
724           if (transp)
725             compute_transp (expr->expr, indx, transp, table->set_p);
726
727           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
728              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
729           if (antloc)
730             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
731               {
732                 SET_BIT (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
733
734                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
735                    initialize this.  */
736                 occr->deleted_p = 0;
737               }
738
739           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
740              we want to set to nonzero in COMP.  */
741           if (comp)
742             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
743               {
744                 SET_BIT (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
745
746                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
747                    initialize this.  */
748                 occr->copied_p = 0;
749               }
750
751           /* While we're scanning the table, this is a good place to
752              initialize this.  */
753           expr->reaching_reg = 0;
754         }
755     }
756 }
757 \f
758 /* Hash table support.  */
759
760 struct reg_avail_info
761 {
762   basic_block last_bb;
763   int first_set;
764   int last_set;
765 };
766
767 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
768 static basic_block current_bb;
769
770
771 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
772    GCSE.  */
773
774 static int
775 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
776 {
777 #ifdef STACK_REGS
778   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
779      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
780      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
781   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
782     x = avoid_constant_pool_reference (x);
783 #endif
784
785   /* GCSE'ing constants:
786
787      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
788      expressions in PRE and Hoist.  We use rtx_cost below to limit
789      the maximum distance simple expressions can travel.
790
791      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
792      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
793      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
794
795      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
796      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
797      in a way that allows reload rematerialize them under high register
798      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
799      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
800      spilling such constants under high register pressure instead of
801      rematerializing them.  */
802
803   switch (GET_CODE (x))
804     {
805     case REG:
806     case SUBREG:
807     case CALL:
808       return 0;
809
810     case CONST_INT:
811     case CONST_DOUBLE:
812     case CONST_FIXED:
813     case CONST_VECTOR:
814       if (!doing_code_hoisting_p)
815         /* Do not PRE constants.  */
816         return 0;
817
818       /* FALLTHRU */
819
820     default:
821       if (doing_code_hoisting_p)
822         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
823         {
824           int cost;
825           int max_distance;
826
827           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
828                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
829           cost = rtx_cost (x, SET, 0);
830
831           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
832             {
833               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
834               if (max_distance == 0)
835                 return 0;
836
837               gcc_assert (max_distance > 0);
838             }
839           else
840             max_distance = 0;
841
842           if (max_distance_ptr)
843             *max_distance_ptr = max_distance;
844         }
845
846       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
847     }
848 }
849
850 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
851
852 static GTY(()) rtx test_insn;
853
854 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
855    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
856    side-effect.
857
858    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
859    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
860    has hidden side-effects we don't want to mess with.
861
862    This function is typically used by code motion passes, to verify
863    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
864    maybe live hard regs.  */
865
866 bool
867 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
868 {
869   int num_clobbers = 0;
870   int icode;
871
872   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
873   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
874     return 1;
875   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
876     return 0;
877
878   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
879      our test insn if we haven't already.  */
880   if (test_insn == 0)
881     {
882       test_insn
883         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
884                                       gen_rtx_REG (word_mode,
885                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
886                                       const0_rtx));
887       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
888     }
889
890   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
891      valid.  */
892   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
893   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
894
895   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
896   if (icode < 0)
897     return false;
898
899   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
900     return false;
901
902   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
903     return false;
904
905   return true;
906 }
907
908 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
909    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
910    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
911
912 static int
913 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
914 {
915   int i, j;
916   enum rtx_code code;
917   const char *fmt;
918
919   if (x == 0)
920     return 1;
921
922   code = GET_CODE (x);
923   switch (code)
924     {
925     case REG:
926       {
927         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
928
929         if (info->last_bb != current_bb)
930           return 1;
931         if (avail_p)
932           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
933         else
934           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
935       }
936
937     case MEM:
938       if (load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
939                                   x, avail_p))
940         return 0;
941       else
942         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
943
944     case PRE_DEC:
945     case PRE_INC:
946     case POST_DEC:
947     case POST_INC:
948     case PRE_MODIFY:
949     case POST_MODIFY:
950       return 0;
951
952     case PC:
953     case CC0: /*FIXME*/
954     case CONST:
955     case CONST_INT:
956     case CONST_DOUBLE:
957     case CONST_FIXED:
958     case CONST_VECTOR:
959     case SYMBOL_REF:
960     case LABEL_REF:
961     case ADDR_VEC:
962     case ADDR_DIFF_VEC:
963       return 1;
964
965     default:
966       break;
967     }
968
969   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
970     {
971       if (fmt[i] == 'e')
972         {
973           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
974              level, change it into iteration.  This function is called enough
975              to be worth it.  */
976           if (i == 0)
977             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
978
979           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
980             return 0;
981         }
982       else if (fmt[i] == 'E')
983         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
984           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
985             return 0;
986     }
987
988   return 1;
989 }
990
991 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
992    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
993    conflict between two memory references.  */
994 static int gcse_mems_conflict_p;
995
996 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
997    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
998    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
999    this memory load.  */
1000 static const_rtx gcse_mem_operand;
1001
1002 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1003    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1004    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1005
1006 static void
1007 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
1008                           void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1009 {
1010   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1011          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1012          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1013     dest = XEXP (dest, 0);
1014
1015   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1016      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1017      elsewhere.  */
1018   if (! MEM_P (dest))
1019     return;
1020
1021   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1022      don't mark as killed this time.  */
1023
1024   if (expr_equiv_p (dest, gcse_mem_operand) && pre_ldst_mems != NULL)
1025     {
1026       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1027         gcse_mems_conflict_p = 1;
1028       return;
1029     }
1030
1031   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1032                        rtx_addr_varies_p))
1033     gcse_mems_conflict_p = 1;
1034 }
1035
1036 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1037    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1038    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1039    before UID_LIMIT.
1040
1041    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1042    AVAIL_P to 0.  */
1043
1044 static int
1045 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x, int avail_p)
1046 {
1047   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1048
1049   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1050   if (MEM_READONLY_P (x))
1051     return 0;
1052
1053   while (list_entry)
1054     {
1055       rtx setter;
1056       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1057       if ((avail_p
1058            && DF_INSN_LUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1059           || (! avail_p
1060               && DF_INSN_LUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1061         {
1062           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1063           continue;
1064         }
1065
1066       setter = XEXP (list_entry, 0);
1067
1068       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1069          to pure functions are never put on the list, so we need not
1070          worry about them.  */
1071       if (CALL_P (setter))
1072         return 1;
1073
1074       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1075          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1076
1077          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1078          communicate via global variables.  Yuk.  */
1079       gcse_mem_operand = x;
1080       gcse_mems_conflict_p = 0;
1081       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1082       if (gcse_mems_conflict_p)
1083         return 1;
1084       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1085     }
1086   return 0;
1087 }
1088
1089 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1090    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1091
1092 static int
1093 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1094 {
1095   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1096 }
1097
1098 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1099    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1100
1101 static int
1102 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1103 {
1104   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1105 }
1106
1107 /* Hash expression X.
1108
1109    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1110    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1111    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1112    the current size of the hash table to be probed.  */
1113
1114 static unsigned int
1115 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1116            int hash_table_size)
1117 {
1118   unsigned int hash;
1119
1120   *do_not_record_p = 0;
1121
1122   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p,
1123                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
1124   return hash % hash_table_size;
1125 }
1126
1127 /* Hash a set of register REGNO.
1128
1129    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1130    propagation code.
1131
1132    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1133
1134 static unsigned int
1135 hash_set (int regno, int hash_table_size)
1136 {
1137   unsigned int hash;
1138
1139   hash = regno;
1140   return hash % hash_table_size;
1141 }
1142
1143 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1144
1145 static int
1146 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1147 {
1148   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1149 }
1150
1151 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1152    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1153    basic block.
1154
1155    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1156    It is only used if X is a CONST_INT.
1157
1158    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1159    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1160
1161    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1162    be moved.  */
1163
1164 static void
1165 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1166                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1167 {
1168   int found, do_not_record_p;
1169   unsigned int hash;
1170   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1171   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1172
1173   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1174
1175   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1176      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1177      to or can't handle.  */
1178   if (do_not_record_p)
1179     return;
1180
1181   cur_expr = table->table[hash];
1182   found = 0;
1183
1184   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1185     {
1186       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1187          the list.  */
1188       last_expr = cur_expr;
1189       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1190     }
1191
1192   if (! found)
1193     {
1194       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1195       bytes_used += sizeof (struct expr);
1196       if (table->table[hash] == NULL)
1197         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1198         table->table[hash] = cur_expr;
1199       else
1200         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1201         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1202
1203       /* Set the fields of the expr element.  */
1204       cur_expr->expr = x;
1205       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1206       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1207       cur_expr->antic_occr = NULL;
1208       cur_expr->avail_occr = NULL;
1209       gcc_assert (max_distance >= 0);
1210       cur_expr->max_distance = max_distance;
1211     }
1212   else
1213     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1214
1215   /* Now record the occurrence(s).  */
1216   if (antic_p)
1217     {
1218       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1219
1220       if (antic_occr
1221           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1222         antic_occr = NULL;
1223
1224       if (antic_occr)
1225         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1226            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1227            block and the block is scanned from start to end.  */
1228         ; /* nothing to do */
1229       else
1230         {
1231           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1232           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1233           bytes_used += sizeof (struct occr);
1234           antic_occr->insn = insn;
1235           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1236           antic_occr->deleted_p = 0;
1237           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1238         }
1239     }
1240
1241   if (avail_p)
1242     {
1243       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1244
1245       if (avail_occr
1246           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1247         {
1248           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1249              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1250              the last one in the block and the block is scanned from start
1251              to end.  */
1252           avail_occr->insn = insn;
1253         }
1254       else
1255         {
1256           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1257           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1258           bytes_used += sizeof (struct occr);
1259           avail_occr->insn = insn;
1260           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1261           avail_occr->deleted_p = 0;
1262           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1263         }
1264     }
1265 }
1266
1267 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
1268    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
1269    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1270    basic block.  */
1271
1272 static void
1273 insert_set_in_table (rtx x, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1274 {
1275   int found;
1276   unsigned int hash;
1277   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1278   struct occr *cur_occr;
1279
1280   gcc_assert (GET_CODE (x) == SET && REG_P (SET_DEST (x)));
1281
1282   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), table->size);
1283
1284   cur_expr = table->table[hash];
1285   found = 0;
1286
1287   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1288     {
1289       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1290          the list.  */
1291       last_expr = cur_expr;
1292       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1293     }
1294
1295   if (! found)
1296     {
1297       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1298       bytes_used += sizeof (struct expr);
1299       if (table->table[hash] == NULL)
1300         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1301         table->table[hash] = cur_expr;
1302       else
1303         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1304         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1305
1306       /* Set the fields of the expr element.
1307          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
1308          performed on its operands.  */
1309       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
1310       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1311       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1312       cur_expr->antic_occr = NULL;
1313       cur_expr->avail_occr = NULL;
1314       /* Not used for set_p tables.  */
1315       cur_expr->max_distance = 0;
1316     }
1317
1318   /* Now record the occurrence.  */
1319   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
1320
1321   if (cur_occr
1322       && BLOCK_FOR_INSN (cur_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1323     {
1324       /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1325          Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1326          the last one in the block and the block is scanned from start
1327          to end.  */
1328       cur_occr->insn = insn;
1329     }
1330   else
1331     {
1332       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1333       cur_occr = GOBNEW (struct occr);
1334       bytes_used += sizeof (struct occr);
1335       cur_occr->insn = insn;
1336       cur_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1337       cur_occr->deleted_p = 0;
1338       cur_expr->avail_occr = cur_occr;
1339     }
1340 }
1341
1342 /* Determine whether the rtx X should be treated as a constant for
1343    the purposes of GCSE's constant propagation.  */
1344
1345 static bool
1346 gcse_constant_p (const_rtx x)
1347 {
1348   /* Consider a COMPARE of two integers constant.  */
1349   if (GET_CODE (x) == COMPARE
1350       && CONST_INT_P (XEXP (x, 0))
1351       && CONST_INT_P (XEXP (x, 1)))
1352     return true;
1353
1354   /* Consider a COMPARE of the same registers is a constant
1355      if they are not floating point registers.  */
1356   if (GET_CODE(x) == COMPARE
1357       && REG_P (XEXP (x, 0)) && REG_P (XEXP (x, 1))
1358       && REGNO (XEXP (x, 0)) == REGNO (XEXP (x, 1))
1359       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 0)))
1360       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 1))))
1361     return true;
1362
1363   /* Since X might be inserted more than once we have to take care that it
1364      is sharable.  */
1365   return CONSTANT_P (x) && (GET_CODE (x) != CONST || shared_const_p (x));
1366 }
1367
1368 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash TABLE (set or
1369    expression one).  */
1370
1371 static void
1372 hash_scan_set (rtx pat, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1373 {
1374   rtx src = SET_SRC (pat);
1375   rtx dest = SET_DEST (pat);
1376   rtx note;
1377
1378   if (GET_CODE (src) == CALL)
1379     hash_scan_call (src, insn, table);
1380
1381   else if (REG_P (dest))
1382     {
1383       unsigned int regno = REGNO (dest);
1384       rtx tmp;
1385       int max_distance = 0;
1386
1387       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1388
1389          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1390          redundant constants, addresses or other expressions that are
1391          constructed with multiple instructions.
1392
1393          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.  In
1394          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1395          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1396          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1397          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1398          do more than one PRE GCSE pass.
1399
1400          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1401          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1402       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1403       if (note != 0
1404           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1405           && !REG_P (src)
1406           && (table->set_p
1407               ? gcse_constant_p (XEXP (note, 0))
1408               : want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL)))
1409         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1410
1411       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1412       if (! table->set_p
1413           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1414           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1415           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1416           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1417              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1418           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1419              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1420              can't do the same thing at the rtl level.  */
1421           && !can_throw_internal (insn)
1422           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1423           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1424           /* Don't CSE a nop.  */
1425           && ! set_noop_p (pat)
1426           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1427              At this point this only function parameters should have
1428              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1429              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1430              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1431           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1432         {
1433           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1434              modified before this insn or if this is not the only SET in
1435              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1436              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1437              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1438           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1439                         && !multiple_sets (insn);
1440           /* An expression is not available if its operands are
1441              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1442              available if this is a branch, because we can't insert
1443              a set after the branch.  */
1444           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1445                          && ! JUMP_P (insn));
1446
1447           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1448                                 max_distance, table);
1449         }
1450
1451       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
1452       else if (table->set_p
1453                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1454                && ((REG_P (src)
1455                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1456                     && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1457                     && REGNO (src) != regno)
1458                    || gcse_constant_p (src))
1459                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
1460                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
1461                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
1462                && (insn == BB_END (BLOCK_FOR_INSN (insn))
1463                    || (tmp = next_nonnote_insn (insn)) == NULL_RTX
1464                    || BLOCK_FOR_INSN (tmp) != BLOCK_FOR_INSN (insn)
1465                    || oprs_available_p (pat, tmp)))
1466         insert_set_in_table (pat, insn, table);
1467     }
1468   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1469      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1470      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1471   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1472       {
1473         unsigned int regno = REGNO (src);
1474         int max_distance = 0;
1475
1476         /* Do not do this for constant/copy propagation.  */
1477         if (! table->set_p
1478             /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1479             && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1480            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1481            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1482            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1483               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1484            && !can_throw_internal (insn)
1485            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1486            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1487            /* Don't CSE a nop.  */
1488            && ! set_noop_p (pat)
1489            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1490               At this point this only function parameters should have
1491               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1492               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1493               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1494            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1495                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1496              {
1497                /* Stores are never anticipatable.  */
1498                int antic_p = 0;
1499                /* An expression is not available if its operands are
1500                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1501                   available if this is a branch, because we can't insert
1502                   a set after the branch.  */
1503                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1504                              && ! JUMP_P (insn);
1505
1506                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1507                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1508                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1509              }
1510       }
1511 }
1512
1513 static void
1514 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1515                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1516 {
1517   /* Currently nothing to do.  */
1518 }
1519
1520 static void
1521 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1522                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1523 {
1524   /* Currently nothing to do.  */
1525 }
1526
1527 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
1528
1529    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
1530
1531    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
1532    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
1533    are also in the PARALLEL.  Later.
1534
1535    If SET_P is nonzero, this is for the assignment hash table,
1536    otherwise it is for the expression hash table.  */
1537
1538 static void
1539 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1540 {
1541   rtx pat = PATTERN (insn);
1542   int i;
1543
1544   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1545      what's been modified.  */
1546
1547   if (GET_CODE (pat) == SET)
1548     hash_scan_set (pat, insn, table);
1549   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1550     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1551       {
1552         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1553
1554         if (GET_CODE (x) == SET)
1555           hash_scan_set (x, insn, table);
1556         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1557           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1558         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1559           hash_scan_call (x, insn, table);
1560       }
1561
1562   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1563     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1564   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1565     hash_scan_call (pat, insn, table);
1566 }
1567
1568 static void
1569 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1570 {
1571   int i;
1572   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1573   struct expr **flat_table;
1574   unsigned int *hash_val;
1575   struct expr *expr;
1576
1577   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1578   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1579
1580   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1581     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1582       {
1583         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1584         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1585       }
1586
1587   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1588            name, table->size, table->n_elems);
1589
1590   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1591     if (flat_table[i] != 0)
1592       {
1593         expr = flat_table[i];
1594         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1595                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1596         print_rtl (file, expr->expr);
1597         fprintf (file, "\n");
1598       }
1599
1600   fprintf (file, "\n");
1601
1602   free (flat_table);
1603   free (hash_val);
1604 }
1605
1606 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1607
1608    first_set records the first place in the block where the register
1609    is set and is used to compute "anticipatability".
1610
1611    last_set records the last place in the block where the register
1612    is set and is used to compute "availability".
1613
1614    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1615    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1616
1617 static void
1618 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1619 {
1620   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1621   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1622
1623   info->last_set = luid;
1624   if (info->last_bb != current_bb)
1625     {
1626       info->last_bb = current_bb;
1627       info->first_set = luid;
1628     }
1629 }
1630
1631
1632 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1633    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1634    taken off pairwise.  */
1635
1636 static void
1637 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx unused1 ATTRIBUTE_UNUSED,
1638                    void * v_insn)
1639 {
1640   rtx dest_addr, insn;
1641   int bb;
1642
1643   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1644       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1645       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1646     dest = XEXP (dest, 0);
1647
1648   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1649      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1650      elsewhere.  */
1651
1652   if (! MEM_P (dest))
1653     return;
1654
1655   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1656   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1657   insn = (rtx) v_insn;
1658   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1659
1660   canon_modify_mem_list[bb] =
1661     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
1662   canon_modify_mem_list[bb] =
1663     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
1664 }
1665
1666 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1667    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1668    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1669
1670 static void
1671 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1672 {
1673   int bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1674
1675   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1676      everything.  */
1677   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
1678   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1679
1680   if (CALL_P (insn))
1681     {
1682       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
1683          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
1684          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
1685       canon_modify_mem_list[bb] =
1686         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
1687       bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1688     }
1689   else
1690     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1691 }
1692
1693 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1694    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1695    the SET is taking place.  */
1696
1697 static void
1698 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1699 {
1700   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1701
1702   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1703     dest = SUBREG_REG (dest);
1704
1705   if (REG_P (dest))
1706     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1707   else if (MEM_P (dest)
1708            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1709            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1710     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1711 }
1712
1713 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
1714
1715    Expression entries are placed in the hash table if
1716    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1717    - src is something we want to perform GCSE on,
1718    - none of the operands are subsequently modified in the block
1719
1720    Assignment entries are placed in the hash table if
1721    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1722    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
1723    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
1724
1725    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1726
1727    TABLE is the table computed.  */
1728
1729 static void
1730 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1731 {
1732   int i;
1733
1734   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1735   clear_modify_mem_tables ();
1736   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1737   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1738
1739   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1740     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1741
1742   FOR_EACH_BB (current_bb)
1743     {
1744       rtx insn;
1745       unsigned int regno;
1746
1747       /* First pass over the instructions records information used to
1748          determine when registers and memory are first and last set.  */
1749       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1750         {
1751           if (! INSN_P (insn))
1752             continue;
1753
1754           if (CALL_P (insn))
1755             {
1756               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
1757                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
1758                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
1759
1760               mark_call (insn);
1761             }
1762
1763           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1764         }
1765
1766       /* Insert implicit sets in the hash table.  */
1767       if (table->set_p
1768           && implicit_sets[current_bb->index] != NULL_RTX)
1769         hash_scan_set (implicit_sets[current_bb->index],
1770                        BB_HEAD (current_bb), table);
1771
1772       /* The next pass builds the hash table.  */
1773       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1774         if (INSN_P (insn))
1775           hash_scan_insn (insn, table);
1776     }
1777
1778   free (reg_avail_info);
1779   reg_avail_info = NULL;
1780 }
1781
1782 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1783    It is used to determine the number of buckets to use.
1784    SET_P determines whether set or expression table will
1785    be created.  */
1786
1787 static void
1788 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table, int set_p)
1789 {
1790   int n;
1791
1792   n = get_max_insn_count ();
1793
1794   table->size = n / 4;
1795   if (table->size < 11)
1796     table->size = 11;
1797
1798   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1799      Making it an odd number is simplest for now.
1800      ??? Later take some measurements.  */
1801   table->size |= 1;
1802   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1803   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1804   table->set_p = set_p;
1805 }
1806
1807 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1808
1809 static void
1810 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1811 {
1812   free (table->table);
1813 }
1814
1815 /* Compute the hash TABLE for doing copy/const propagation or
1816    expression hash table.  */
1817
1818 static void
1819 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1820 {
1821   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1822   table->n_elems = 0;
1823   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1824
1825   compute_hash_table_work (table);
1826 }
1827 \f
1828 /* Expression tracking support.  */
1829
1830 /* Lookup REGNO in the set TABLE.  The result is a pointer to the
1831    table entry, or NULL if not found.  */
1832
1833 static struct expr *
1834 lookup_set (unsigned int regno, struct hash_table_d *table)
1835 {
1836   unsigned int hash = hash_set (regno, table->size);
1837   struct expr *expr;
1838
1839   expr = table->table[hash];
1840
1841   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
1842     expr = expr->next_same_hash;
1843
1844   return expr;
1845 }
1846
1847 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
1848
1849 static struct expr *
1850 next_set (unsigned int regno, struct expr *expr)
1851 {
1852   do
1853     expr = expr->next_same_hash;
1854   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
1855
1856   return expr;
1857 }
1858
1859 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
1860    types may be mixed.  */
1861
1862 static void
1863 free_insn_expr_list_list (rtx *listp)
1864 {
1865   rtx list, next;
1866
1867   for (list = *listp; list ; list = next)
1868     {
1869       next = XEXP (list, 1);
1870       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
1871         free_EXPR_LIST_node (list);
1872       else
1873         free_INSN_LIST_node (list);
1874     }
1875
1876   *listp = NULL;
1877 }
1878
1879 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1880 static void
1881 clear_modify_mem_tables (void)
1882 {
1883   unsigned i;
1884   bitmap_iterator bi;
1885
1886   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1887     {
1888       free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
1889       free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i);
1890     }
1891   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1892   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1893 }
1894
1895 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1896
1897 static void
1898 free_modify_mem_tables (void)
1899 {
1900   clear_modify_mem_tables ();
1901   free (modify_mem_list);
1902   free (canon_modify_mem_list);
1903   modify_mem_list = 0;
1904   canon_modify_mem_list = 0;
1905 }
1906
1907 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
1908    start of the block].  */
1909
1910 static void
1911 reset_opr_set_tables (void)
1912 {
1913   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
1914      the block.  */
1915   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
1916
1917   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
1918      For now this is very trivial, we only record whether any memory
1919      location has been modified.  */
1920   clear_modify_mem_tables ();
1921 }
1922
1923 /* Return nonzero if the operands of X are not set before INSN in
1924    INSN's basic block.  */
1925
1926 static int
1927 oprs_not_set_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1928 {
1929   int i, j;
1930   enum rtx_code code;
1931   const char *fmt;
1932
1933   if (x == 0)
1934     return 1;
1935
1936   code = GET_CODE (x);
1937   switch (code)
1938     {
1939     case PC:
1940     case CC0:
1941     case CONST:
1942     case CONST_INT:
1943     case CONST_DOUBLE:
1944     case CONST_FIXED:
1945     case CONST_VECTOR:
1946     case SYMBOL_REF:
1947     case LABEL_REF:
1948     case ADDR_VEC:
1949     case ADDR_DIFF_VEC:
1950       return 1;
1951
1952     case MEM:
1953       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
1954                                   DF_INSN_LUID (insn), x, 0))
1955         return 0;
1956       else
1957         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
1958
1959     case REG:
1960       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
1961
1962     default:
1963       break;
1964     }
1965
1966   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1967     {
1968       if (fmt[i] == 'e')
1969         {
1970           /* If we are about to do the last recursive call
1971              needed at this level, change it into iteration.
1972              This function is called enough to be worth it.  */
1973           if (i == 0)
1974             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
1975
1976           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
1977             return 0;
1978         }
1979       else if (fmt[i] == 'E')
1980         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1981           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
1982             return 0;
1983     }
1984
1985   return 1;
1986 }
1987
1988 /* Mark things set by a CALL.  */
1989
1990 static void
1991 mark_call (rtx insn)
1992 {
1993   if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1994     record_last_mem_set_info (insn);
1995 }
1996
1997 /* Mark things set by a SET.  */
1998
1999 static void
2000 mark_set (rtx pat, rtx insn)
2001 {
2002   rtx dest = SET_DEST (pat);
2003
2004   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2005          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2006          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2007     dest = XEXP (dest, 0);
2008
2009   if (REG_P (dest))
2010     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2011   else if (MEM_P (dest))
2012     record_last_mem_set_info (insn);
2013
2014   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2015     mark_call (insn);
2016 }
2017
2018 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2019
2020 static void
2021 mark_clobber (rtx pat, rtx insn)
2022 {
2023   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2024
2025   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2026     clob = XEXP (clob, 0);
2027
2028   if (REG_P (clob))
2029     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2030   else
2031     record_last_mem_set_info (insn);
2032 }
2033
2034 /* Record things set by INSN.
2035    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2036
2037 static void
2038 mark_oprs_set (rtx insn)
2039 {
2040   rtx pat = PATTERN (insn);
2041   int i;
2042
2043   if (GET_CODE (pat) == SET)
2044     mark_set (pat, insn);
2045   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2046     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2047       {
2048         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2049
2050         if (GET_CODE (x) == SET)
2051           mark_set (x, insn);
2052         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2053           mark_clobber (x, insn);
2054         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2055           mark_call (insn);
2056       }
2057
2058   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2059     mark_clobber (pat, insn);
2060   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2061     mark_call (insn);
2062 }
2063
2064 \f
2065 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
2066
2067 /* Local properties of assignments.  */
2068 static sbitmap *cprop_pavloc;
2069 static sbitmap *cprop_absaltered;
2070
2071 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
2072 static sbitmap *cprop_avin;
2073 static sbitmap *cprop_avout;
2074
2075 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
2076    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
2077
2078 static void
2079 alloc_cprop_mem (int n_blocks, int n_sets)
2080 {
2081   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2082   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2083
2084   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2085   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2086 }
2087
2088 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
2089
2090 static void
2091 free_cprop_mem (void)
2092 {
2093   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
2094   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
2095   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
2096   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
2097 }
2098
2099 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
2100    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
2101    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
2102    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
2103    bit in BMAP.  */
2104
2105 static void
2106 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap, int set_p)
2107 {
2108   int i, j;
2109   enum rtx_code code;
2110   const char *fmt;
2111
2112   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2113      can't do it when there's no return value.  */
2114  repeat:
2115
2116   if (x == 0)
2117     return;
2118
2119   code = GET_CODE (x);
2120   switch (code)
2121     {
2122     case REG:
2123       if (set_p)
2124         {
2125           df_ref def;
2126           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
2127                def;
2128                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
2129             SET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
2130         }
2131       else
2132         {
2133           df_ref def;
2134           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
2135                def;
2136                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
2137             RESET_BIT (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
2138         }
2139
2140       return;
2141
2142     case MEM:
2143       if (! MEM_READONLY_P (x))
2144         {
2145           bitmap_iterator bi;
2146           unsigned bb_index;
2147
2148           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
2149              do any list walking for them.  */
2150           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
2151             {
2152               if (set_p)
2153                 SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2154               else
2155                 RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2156             }
2157
2158             /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
2159                but which do not have any calls.  */
2160             EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
2161                                             blocks_with_calls,
2162                                             0, bb_index, bi)
2163               {
2164                 rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb_index];
2165
2166                 while (list_entry)
2167                   {
2168                     rtx dest, dest_addr;
2169
2170                     /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
2171                        Examine each hunk of memory that is modified.  */
2172
2173                     dest = XEXP (list_entry, 0);
2174                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2175                     dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
2176
2177                     if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
2178                                                x, NULL_RTX, rtx_addr_varies_p))
2179                       {
2180                         if (set_p)
2181                           SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2182                         else
2183                           RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2184                         break;
2185                       }
2186                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2187                   }
2188               }
2189         }
2190
2191       x = XEXP (x, 0);
2192       goto repeat;
2193
2194     case PC:
2195     case CC0: /*FIXME*/
2196     case CONST:
2197     case CONST_INT:
2198     case CONST_DOUBLE:
2199     case CONST_FIXED:
2200     case CONST_VECTOR:
2201     case SYMBOL_REF:
2202     case LABEL_REF:
2203     case ADDR_VEC:
2204     case ADDR_DIFF_VEC:
2205       return;
2206
2207     default:
2208       break;
2209     }
2210
2211   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2212     {
2213       if (fmt[i] == 'e')
2214         {
2215           /* If we are about to do the last recursive call
2216              needed at this level, change it into iteration.
2217              This function is called enough to be worth it.  */
2218           if (i == 0)
2219             {
2220               x = XEXP (x, i);
2221               goto repeat;
2222             }
2223
2224           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
2225         }
2226       else if (fmt[i] == 'E')
2227         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2228           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
2229     }
2230 }
2231
2232 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
2233    propagation.  */
2234
2235 static void
2236 compute_cprop_data (void)
2237 {
2238   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, &set_hash_table);
2239   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
2240                      cprop_avout, cprop_avin);
2241 }
2242 \f
2243 /* Copy/constant propagation.  */
2244
2245 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
2246 #define MAX_USES 8
2247
2248 /* Table of uses found in an insn.
2249    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
2250 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
2251
2252 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
2253 static int reg_use_count;
2254
2255 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
2256    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
2257    and contains the number of uses in the table upon exit.
2258
2259    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
2260    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
2261
2262 static void
2263 find_used_regs (rtx *xptr, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2264 {
2265   int i, j;
2266   enum rtx_code code;
2267   const char *fmt;
2268   rtx x = *xptr;
2269
2270   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2271      can't do it when there's no return value.  */
2272  repeat:
2273   if (x == 0)
2274     return;
2275
2276   code = GET_CODE (x);
2277   if (REG_P (x))
2278     {
2279       if (reg_use_count == MAX_USES)
2280         return;
2281
2282       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
2283       reg_use_count++;
2284     }
2285
2286   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
2287
2288   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2289     {
2290       if (fmt[i] == 'e')
2291         {
2292           /* If we are about to do the last recursive call
2293              needed at this level, change it into iteration.
2294              This function is called enough to be worth it.  */
2295           if (i == 0)
2296             {
2297               x = XEXP (x, 0);
2298               goto repeat;
2299             }
2300
2301           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
2302         }
2303       else if (fmt[i] == 'E')
2304         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2305           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
2306     }
2307 }
2308
2309 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
2310    Returns nonzero is successful.  */
2311
2312 static int
2313 try_replace_reg (rtx from, rtx to, rtx insn)
2314 {
2315   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2316   rtx src = 0;
2317   int success = 0;
2318   rtx set = single_set (insn);
2319
2320   /* Usually we substitute easy stuff, so we won't copy everything.
2321      We however need to take care to not duplicate non-trivial CONST
2322      expressions.  */
2323   to = copy_rtx (to);
2324
2325   validate_replace_src_group (from, to, insn);
2326   if (num_changes_pending () && apply_change_group ())
2327     success = 1;
2328
2329   /* Try to simplify SET_SRC if we have substituted a constant.  */
2330   if (success && set && CONSTANT_P (to))
2331     {
2332       src = simplify_rtx (SET_SRC (set));
2333
2334       if (src)
2335         validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0);
2336     }
2337
2338   /* If there is already a REG_EQUAL note, update the expression in it
2339      with our replacement.  */
2340   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
2341     set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL,
2342                          simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to));
2343   if (!success && set && reg_mentioned_p (from, SET_SRC (set)))
2344     {
2345       /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
2346          the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
2347          SETs, but it probably won't buy us anything.  */
2348       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
2349
2350       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
2351           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
2352         success = 1;
2353
2354       /* If we've failed perform the replacement, have a single SET to
2355          a REG destination and don't yet have a note, add a REG_EQUAL note
2356          to not lose information.  */
2357       if (!success && note == 0 && set != 0 && REG_P (SET_DEST (set)))
2358         note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2359     }
2360
2361   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
2362      We don't allow that. Remove that note. This code ought
2363      not to happen, because previous code ought to synthesize
2364      reg-reg move, but be on the safe side.  */
2365   if (note && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL && REG_P (XEXP (note, 0)))
2366     remove_note (insn, note);
2367
2368   return success;
2369 }
2370
2371 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
2372    NULL no such set is found.  */
2373
2374 static struct expr *
2375 find_avail_set (int regno, rtx insn)
2376 {
2377   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
2378      use in a substitution.  */
2379   struct expr *set1 = 0;
2380
2381   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
2382      available at the start of the block containing INSN.  i.e. we would
2383      need two sets like this available at the start of the block:
2384
2385        (set (reg X) (reg Y))
2386        (set (reg Y) (reg X))
2387
2388      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
2389      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
2390   while (1)
2391     {
2392       rtx src;
2393       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2394
2395       /* Find a set that is available at the start of the block
2396          which contains INSN.  */
2397       while (set)
2398         {
2399           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_FOR_INSN (insn)->index],
2400                         set->bitmap_index))
2401             break;
2402           set = next_set (regno, set);
2403         }
2404
2405       /* If no available set was found we've reached the end of the
2406          (possibly empty) copy chain.  */
2407       if (set == 0)
2408         break;
2409
2410       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2411
2412       src = SET_SRC (set->expr);
2413
2414       /* We know the set is available.
2415          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
2416          have changed since the start of the block).
2417
2418          If the source operand changed, we may still use it for the next
2419          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
2420
2421       if (gcse_constant_p (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
2422         set1 = set;
2423
2424       /* If the source of the set is anything except a register, then
2425          we have reached the end of the copy chain.  */
2426       if (! REG_P (src))
2427         break;
2428
2429       /* Follow the copy chain, i.e. start another iteration of the loop
2430          and see if we have an available copy into SRC.  */
2431       regno = REGNO (src);
2432     }
2433
2434   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
2435      INSN.  */
2436   return set1;
2437 }
2438
2439 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
2440    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
2441    it is the instruction that immediately precedes JUMP, and must be a
2442    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
2443    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
2444    if a change was made.  */
2445
2446 static int
2447 cprop_jump (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump, rtx from, rtx src)
2448 {
2449   rtx new_rtx, set_src, note_src;
2450   rtx set = pc_set (jump);
2451   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (jump);
2452
2453   if (note)
2454     {
2455       note_src = XEXP (note, 0);
2456       if (GET_CODE (note_src) == EXPR_LIST)
2457         note_src = NULL_RTX;
2458     }
2459   else note_src = NULL_RTX;
2460
2461   /* Prefer REG_EQUAL notes except those containing EXPR_LISTs.  */
2462   set_src = note_src ? note_src : SET_SRC (set);
2463
2464   /* First substitute the SETCC condition into the JUMP instruction,
2465      then substitute that given values into this expanded JUMP.  */
2466   if (setcc != NULL_RTX
2467       && !modified_between_p (from, setcc, jump)
2468       && !modified_between_p (src, setcc, jump))
2469     {
2470       rtx setcc_src;
2471       rtx setcc_set = single_set (setcc);
2472       rtx setcc_note = find_reg_equal_equiv_note (setcc);
2473       setcc_src = (setcc_note && GET_CODE (XEXP (setcc_note, 0)) != EXPR_LIST)
2474                 ? XEXP (setcc_note, 0) : SET_SRC (setcc_set);
2475       set_src = simplify_replace_rtx (set_src, SET_DEST (setcc_set),
2476                                       setcc_src);
2477     }
2478   else
2479     setcc = NULL_RTX;
2480
2481   new_rtx = simplify_replace_rtx (set_src, from, src);
2482
2483   /* If no simplification can be made, then try the next register.  */
2484   if (rtx_equal_p (new_rtx, SET_SRC (set)))
2485     return 0;
2486
2487   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
2488   if (new_rtx == pc_rtx)
2489     delete_insn (jump);
2490   else
2491     {
2492       /* Ensure the value computed inside the jump insn to be equivalent
2493          to one computed by setcc.  */
2494       if (setcc && modified_in_p (new_rtx, setcc))
2495         return 0;
2496       if (! validate_unshare_change (jump, &SET_SRC (set), new_rtx, 0))
2497         {
2498           /* When (some) constants are not valid in a comparison, and there
2499              are two registers to be replaced by constants before the entire
2500              comparison can be folded into a constant, we need to keep
2501              intermediate information in REG_EQUAL notes.  For targets with
2502              separate compare insns, such notes are added by try_replace_reg.
2503              When we have a combined compare-and-branch instruction, however,
2504              we need to attach a note to the branch itself to make this
2505              optimization work.  */
2506
2507           if (!rtx_equal_p (new_rtx, note_src))
2508             set_unique_reg_note (jump, REG_EQUAL, copy_rtx (new_rtx));
2509           return 0;
2510         }
2511
2512       /* Remove REG_EQUAL note after simplification.  */
2513       if (note_src)
2514         remove_note (jump, note);
2515      }
2516
2517 #ifdef HAVE_cc0
2518   /* Delete the cc0 setter.  */
2519   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
2520     delete_insn (setcc);
2521 #endif
2522
2523   global_const_prop_count++;
2524   if (dump_file != NULL)
2525     {
2526       fprintf (dump_file,
2527                "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
2528                REGNO (from), INSN_UID (jump));
2529       print_rtl (dump_file, src);
2530       fprintf (dump_file, "\n");
2531     }
2532   purge_dead_edges (bb);
2533
2534   /* If a conditional jump has been changed into unconditional jump, remove
2535      the jump and make the edge fallthru - this is always called in
2536      cfglayout mode.  */
2537   if (new_rtx != pc_rtx && simplejump_p (jump))
2538     {
2539       edge e;
2540       edge_iterator ei;
2541
2542       for (ei = ei_start (bb->succs); (e = ei_safe_edge (ei)); ei_next (&ei))
2543         if (e->dest != EXIT_BLOCK_PTR
2544             && BB_HEAD (e->dest) == JUMP_LABEL (jump))
2545           {
2546             e->flags |= EDGE_FALLTHRU;
2547             break;
2548           }
2549       delete_insn (jump);
2550     }
2551
2552   return 1;
2553 }
2554
2555 static bool
2556 constprop_register (rtx insn, rtx from, rtx to)
2557 {
2558   rtx sset;
2559
2560   /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
2561      conditional branch instructions first.  */
2562   if ((sset = single_set (insn)) != NULL
2563       && NEXT_INSN (insn)
2564       && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn)) && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
2565     {
2566       rtx dest = SET_DEST (sset);
2567       if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
2568           && cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), insn, NEXT_INSN (insn), from, to))
2569         return 1;
2570     }
2571
2572   /* Handle normal insns next.  */
2573   if (NONJUMP_INSN_P (insn)
2574       && try_replace_reg (from, to, insn))
2575     return 1;
2576
2577   /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
2578      We're pretty specific about what we will handle in this
2579      code, we can extend this as necessary over time.
2580
2581      Right now the insn in question must look like
2582      (set (pc) (if_then_else ...))  */
2583   else if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
2584     return cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), NULL, insn, from, to);
2585   return 0;
2586 }
2587
2588 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
2589    The result is nonzero if a change was made.  */
2590
2591 static int
2592 cprop_insn (rtx insn)
2593 {
2594   struct reg_use *reg_used;
2595   int changed = 0;
2596   rtx note;
2597
2598   if (!INSN_P (insn))
2599     return 0;
2600
2601   reg_use_count = 0;
2602   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
2603
2604   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2605
2606   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
2607   if (note)
2608     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2609
2610   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2611        reg_used++, reg_use_count--)
2612     {
2613       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
2614       rtx pat, src;
2615       struct expr *set;
2616
2617       /* If the register has already been set in this block, there's
2618          nothing we can do.  */
2619       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
2620         continue;
2621
2622       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
2623          at the start of the block.  */
2624       set = find_avail_set (regno, insn);
2625       if (! set)
2626         continue;
2627
2628       pat = set->expr;
2629       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
2630       gcc_assert (GET_CODE (pat) == SET);
2631
2632       src = SET_SRC (pat);
2633
2634       /* Constant propagation.  */
2635       if (gcse_constant_p (src))
2636         {
2637           if (constprop_register (insn, reg_used->reg_rtx, src))
2638             {
2639               changed = 1;
2640               global_const_prop_count++;
2641               if (dump_file != NULL)
2642                 {
2643                   fprintf (dump_file, "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ", regno);
2644                   fprintf (dump_file, "insn %d with constant ", INSN_UID (insn));
2645                   print_rtl (dump_file, src);
2646                   fprintf (dump_file, "\n");
2647                 }
2648               if (INSN_DELETED_P (insn))
2649                 return 1;
2650             }
2651         }
2652       else if (REG_P (src)
2653                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2654                && REGNO (src) != regno)
2655         {
2656           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
2657             {
2658               changed = 1;
2659               global_copy_prop_count++;
2660               if (dump_file != NULL)
2661                 {
2662                   fprintf (dump_file, "GLOBAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2663                            regno, INSN_UID (insn));
2664                   fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
2665                 }
2666
2667               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
2668                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
2669               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
2670                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
2671                  and made things worse.  */
2672             }
2673         }
2674     }
2675
2676   if (changed && DEBUG_INSN_P (insn))
2677     return 0;
2678
2679   return changed;
2680 }
2681
2682 /* Like find_used_regs, but avoid recording uses that appear in
2683    input-output contexts such as zero_extract or pre_dec.  This
2684    restricts the cases we consider to those for which local cprop
2685    can legitimately make replacements.  */
2686
2687 static void
2688 local_cprop_find_used_regs (rtx *xptr, void *data)
2689 {
2690   rtx x = *xptr;
2691
2692   if (x == 0)
2693     return;
2694
2695   switch (GET_CODE (x))
2696     {
2697     case ZERO_EXTRACT:
2698     case SIGN_EXTRACT:
2699     case STRICT_LOW_PART:
2700       return;
2701
2702     case PRE_DEC:
2703     case PRE_INC:
2704     case POST_DEC:
2705     case POST_INC:
2706     case PRE_MODIFY:
2707     case POST_MODIFY:
2708       /* Can only legitimately appear this early in the context of
2709          stack pushes for function arguments, but handle all of the
2710          codes nonetheless.  */
2711       return;
2712
2713     case SUBREG:
2714       /* Setting a subreg of a register larger than word_mode leaves
2715          the non-written words unchanged.  */
2716       if (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (x))) > BITS_PER_WORD)
2717         return;
2718       break;
2719
2720     default:
2721       break;
2722     }
2723
2724   find_used_regs (xptr, data);
2725 }
2726
2727 /* Try to perform local const/copy propagation on X in INSN.  */
2728
2729 static bool
2730 do_local_cprop (rtx x, rtx insn)
2731 {
2732   rtx newreg = NULL, newcnst = NULL;
2733
2734   /* Rule out USE instructions and ASM statements as we don't want to
2735      change the hard registers mentioned.  */
2736   if (REG_P (x)
2737       && (REGNO (x) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2738           || (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
2739               && asm_noperands (PATTERN (insn)) < 0)))
2740     {
2741       cselib_val *val = cselib_lookup (x, GET_MODE (x), 0);
2742       struct elt_loc_list *l;
2743
2744       if (!val)
2745         return false;
2746       for (l = val->locs; l; l = l->next)
2747         {
2748           rtx this_rtx = l->loc;
2749           rtx note;
2750
2751           if (gcse_constant_p (this_rtx))
2752             newcnst = this_rtx;
2753           if (REG_P (this_rtx) && REGNO (this_rtx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2754               /* Don't copy propagate if it has attached REG_EQUIV note.
2755                  At this point this only function parameters should have
2756                  REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2757                  explicitly, it means address of parameter has been taken,
2758                  so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2759               && (!(note = find_reg_note (l->setting_insn, REG_EQUIV, NULL_RTX))
2760                   || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
2761             newreg = this_rtx;
2762         }
2763       if (newcnst && constprop_register (insn, x, newcnst))
2764         {
2765           if (dump_file != NULL)
2766             {
2767               fprintf (dump_file, "LOCAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
2768                        REGNO (x));
2769               fprintf (dump_file, "insn %d with constant ",
2770                        INSN_UID (insn));
2771               print_rtl (dump_file, newcnst);
2772               fprintf (dump_file, "\n");
2773             }
2774           local_const_prop_count++;
2775           return true;
2776         }
2777       else if (newreg && newreg != x && try_replace_reg (x, newreg, insn))
2778         {
2779           if (dump_file != NULL)
2780             {
2781               fprintf (dump_file,
2782                        "LOCAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2783                        REGNO (x), INSN_UID (insn));
2784               fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (newreg));
2785             }
2786           local_copy_prop_count++;
2787           return true;
2788         }
2789     }
2790   return false;
2791 }
2792
2793 /* Do local const/copy propagation (i.e. within each basic block).  */
2794
2795 static int
2796 local_cprop_pass (void)
2797 {
2798   basic_block bb;
2799   rtx insn;
2800   struct reg_use *reg_used;
2801   bool changed = false;
2802
2803   cselib_init (0);
2804   FOR_EACH_BB (bb)
2805     {
2806       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
2807         {
2808           if (INSN_P (insn))
2809             {
2810               rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2811               do
2812                 {
2813                   reg_use_count = 0;
2814                   note_uses (&PATTERN (insn), local_cprop_find_used_regs,
2815                              NULL);
2816                   if (note)
2817                     local_cprop_find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2818
2819                   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2820                        reg_used++, reg_use_count--)
2821                     {
2822                       if (do_local_cprop (reg_used->reg_rtx, insn))
2823                         {
2824                           changed = true;
2825                           break;
2826                         }
2827                     }
2828                   if (INSN_DELETED_P (insn))
2829                     break;
2830                 }
2831               while (reg_use_count);
2832             }
2833           cselib_process_insn (insn);
2834         }
2835
2836       /* Forget everything at the end of a basic block.  */
2837       cselib_clear_table ();
2838     }
2839
2840   cselib_finish ();
2841
2842   return changed;
2843 }
2844
2845 /* Similar to get_condition, only the resulting condition must be
2846    valid at JUMP, instead of at EARLIEST.
2847
2848    This differs from noce_get_condition in ifcvt.c in that we prefer not to
2849    settle for the condition variable in the jump instruction being integral.
2850    We prefer to be able to record the value of a user variable, rather than
2851    the value of a temporary used in a condition.  This could be solved by
2852    recording the value of *every* register scanned by canonicalize_condition,
2853    but this would require some code reorganization.  */
2854
2855 rtx
2856 fis_get_condition (rtx jump)
2857 {
2858   return get_condition (jump, NULL, false, true);
2859 }
2860
2861 /* Check the comparison COND to see if we can safely form an implicit set from
2862    it.  COND is either an EQ or NE comparison.  */
2863
2864 static bool
2865 implicit_set_cond_p (const_rtx cond)
2866 {
2867   const enum machine_mode mode = GET_MODE (XEXP (cond, 0));
2868   const_rtx cst = XEXP (cond, 1);
2869
2870   /* We can't perform this optimization if either operand might be or might
2871      contain a signed zero.  */
2872   if (HONOR_SIGNED_ZEROS (mode))
2873     {
2874       /* It is sufficient to check if CST is or contains a zero.  We must
2875          handle float, complex, and vector.  If any subpart is a zero, then
2876          the optimization can't be performed.  */
2877       /* ??? The complex and vector checks are not implemented yet.  We just
2878          always return zero for them.  */
2879       if (GET_CODE (cst) == CONST_DOUBLE)
2880         {
2881           REAL_VALUE_TYPE d;
2882           REAL_VALUE_FROM_CONST_DOUBLE (d, cst);
2883           if (REAL_VALUES_EQUAL (d, dconst0))
2884             return 0;
2885         }
2886       else
2887         return 0;
2888     }
2889
2890   return gcse_constant_p (cst);
2891 }
2892
2893 /* Find the implicit sets of a function.  An "implicit set" is a constraint
2894    on the value of a variable, implied by a conditional jump.  For example,
2895    following "if (x == 2)", the then branch may be optimized as though the
2896    conditional performed an "explicit set", in this example, "x = 2".  This
2897    function records the set patterns that are implicit at the start of each
2898    basic block.
2899
2900    FIXME: This would be more effective if critical edges are pre-split.  As
2901           it is now, we can't record implicit sets for blocks that have
2902           critical successor edges.  This results in missed optimizations
2903           and in more (unnecessary) work in cfgcleanup.c:thread_jump().  */
2904
2905 static void
2906 find_implicit_sets (void)
2907 {
2908   basic_block bb, dest;
2909   unsigned int count;
2910   rtx cond, new_rtx;
2911
2912   count = 0;
2913   FOR_EACH_BB (bb)
2914     /* Check for more than one successor.  */
2915     if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 1)
2916       {
2917         cond = fis_get_condition (BB_END (bb));
2918
2919         if (cond
2920             && (GET_CODE (cond) == EQ || GET_CODE (cond) == NE)
2921             && REG_P (XEXP (cond, 0))
2922             && REGNO (XEXP (cond, 0)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2923             && implicit_set_cond_p (cond))
2924           {
2925             dest = GET_CODE (cond) == EQ ? BRANCH_EDGE (bb)->dest
2926                                          : FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
2927
2928             if (dest
2929                 /* Record nothing for a critical edge.  */
2930                 && single_pred_p (dest)
2931                 && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
2932               {
2933                 new_rtx = gen_rtx_SET (VOIDmode, XEXP (cond, 0),
2934                                              XEXP (cond, 1));
2935                 implicit_sets[dest->index] = new_rtx;
2936                 if (dump_file)
2937                   {
2938                     fprintf(dump_file, "Implicit set of reg %d in ",
2939                             REGNO (XEXP (cond, 0)));
2940                     fprintf(dump_file, "basic block %d\n", dest->index);
2941                   }
2942                 count++;
2943               }
2944           }
2945       }
2946
2947   if (dump_file)
2948     fprintf (dump_file, "Found %d implicit sets\n", count);
2949 }
2950
2951 /* Bypass conditional jumps.  */
2952
2953 /* The value of last_basic_block at the beginning of the jump_bypass
2954    pass.  The use of redirect_edge_and_branch_force may introduce new
2955    basic blocks, but the data flow analysis is only valid for basic
2956    block indices less than bypass_last_basic_block.  */
2957
2958 static int bypass_last_basic_block;
2959
2960 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
2961    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
2962    find_avail_set.  */
2963
2964 static struct expr *
2965 find_bypass_set (int regno, int bb)
2966 {
2967   struct expr *result = 0;
2968
2969   for (;;)
2970     {
2971       rtx src;
2972       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2973
2974       while (set)
2975         {
2976           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
2977             break;
2978           set = next_set (regno, set);
2979         }
2980
2981       if (set == 0)
2982         break;
2983
2984       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2985
2986       src = SET_SRC (set->expr);
2987       if (gcse_constant_p (src))
2988         result = set;
2989
2990       if (! REG_P (src))
2991         break;
2992
2993       regno = REGNO (src);
2994     }
2995   return result;
2996 }
2997
2998
2999 /* Subroutine of bypass_block that checks whether a pseudo is killed by
3000    any of the instructions inserted on an edge.  Jump bypassing places
3001    condition code setters on CFG edges using insert_insn_on_edge.  This
3002    function is required to check that our data flow analysis is still
3003    valid prior to commit_edge_insertions.  */
3004
3005 static bool
3006 reg_killed_on_edge (const_rtx reg, const_edge e)
3007 {
3008   rtx insn;
3009
3010   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3011     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3012       return true;
3013
3014   return false;
3015 }
3016
3017 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
3018    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
3019    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
3020    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
3021    Returns nonzero if a change was made.
3022
3023    During the jump bypassing pass, we may place copies of SETCC instructions
3024    on CFG edges.  The following routine must be careful to pay attention to
3025    these inserted insns when performing its transformations.  */
3026
3027 static int
3028 bypass_block (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump)
3029 {
3030   rtx insn, note;
3031   edge e, edest;
3032   int i, change;
3033   int may_be_loop_header;
3034   unsigned removed_p;
3035   edge_iterator ei;
3036
3037   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
3038
3039   /* Determine set of register uses in INSN.  */
3040   reg_use_count = 0;
3041   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
3042   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3043   if (note)
3044     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
3045
3046   may_be_loop_header = false;
3047   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3048     if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
3049       {
3050         may_be_loop_header = true;
3051         break;
3052       }
3053
3054   change = 0;
3055   for (ei = ei_start (bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)); )
3056     {
3057       removed_p = 0;
3058
3059       if (e->flags & EDGE_COMPLEX)
3060         {
3061           ei_next (&ei);
3062           continue;
3063         }
3064
3065       /* We can't redirect edges from new basic blocks.  */
3066       if (e->src->index >= bypass_last_basic_block)
3067         {
3068           ei_next (&ei);
3069           continue;
3070         }
3071
3072       /* The irreducible loops created by redirecting of edges entering the
3073          loop from outside would decrease effectiveness of some of the following
3074          optimizations, so prevent this.  */
3075       if (may_be_loop_header
3076           && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
3077         {
3078           ei_next (&ei);
3079           continue;
3080         }
3081
3082       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
3083         {
3084           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
3085           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
3086           basic_block dest, old_dest;
3087           struct expr *set;
3088           rtx src, new_rtx;
3089
3090           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
3091
3092           if (! set)
3093             continue;
3094
3095           /* Check the data flow is valid after edge insertions.  */
3096           if (e->insns.r && reg_killed_on_edge (reg_used->reg_rtx, e))
3097             continue;
3098
3099           src = SET_SRC (pc_set (jump));
3100
3101           if (setcc != NULL)
3102             src = simplify_replace_rtx (src,
3103                                         SET_DEST (PATTERN (setcc)),
3104                                         SET_SRC (PATTERN (setcc)));
3105
3106           new_rtx = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
3107                                           SET_SRC (set->expr));
3108
3109           /* Jump bypassing may have already placed instructions on
3110              edges of the CFG.  We can't bypass an outgoing edge that
3111              has instructions associated with it, as these insns won't
3112              get executed if the incoming edge is redirected.  */
3113
3114           if (new_rtx == pc_rtx)
3115             {
3116               edest = FALLTHRU_EDGE (bb);
3117               dest = edest->insns.r ? NULL : edest->dest;
3118             }
3119           else if (GET_CODE (new_rtx) == LABEL_REF)
3120             {
3121               dest = BLOCK_FOR_INSN (XEXP (new_rtx, 0));
3122               /* Don't bypass edges containing instructions.  */
3123               edest = find_edge (bb, dest);
3124               if (edest && edest->insns.r)
3125                 dest = NULL;
3126             }
3127           else
3128             dest = NULL;
3129
3130           /* Avoid unification of the edge with other edges from original
3131              branch.  We would end up emitting the instruction on "both"
3132              edges.  */
3133
3134           if (dest && setcc && !CC0_P (SET_DEST (PATTERN (setcc)))
3135               && find_edge (e->src, dest))
3136             dest = NULL;
3137
3138           old_dest = e->dest;
3139           if (dest != NULL
3140               && dest != old_dest
3141               && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
3142             {
3143               redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
3144
3145               /* Copy the register setter to the redirected edge.
3146                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
3147               if (setcc)
3148                 {
3149                   rtx pat = PATTERN (setcc);
3150                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
3151                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
3152                 }
3153
3154               if (dump_file != NULL)
3155                 {
3156                   fprintf (dump_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d "
3157                                       "in jump_insn %d equals constant ",
3158                            regno, INSN_UID (jump));
3159                   print_rtl (dump_file, SET_SRC (set->expr));
3160                   fprintf (dump_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
3161                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
3162                 }
3163               change = 1;
3164               removed_p = 1;
3165               break;
3166             }
3167         }
3168       if (!removed_p)
3169         ei_next (&ei);
3170     }
3171   return change;
3172 }
3173
3174 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
3175    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
3176    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
3177    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.
3178
3179    This function is now mis-named, because we also handle indirect jumps.  */
3180
3181 static int
3182 bypass_conditional_jumps (void)
3183 {
3184   basic_block bb;
3185   int changed;
3186   rtx setcc;
3187   rtx insn;
3188   rtx dest;
3189
3190   /* Note we start at block 1.  */
3191   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3192     return 0;
3193
3194   bypass_last_basic_block = last_basic_block;
3195   mark_dfs_back_edges ();
3196
3197   changed = 0;
3198   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
3199                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3200     {
3201       /* Check for more than one predecessor.  */
3202       if (!single_pred_p (bb))
3203         {
3204           setcc = NULL_RTX;
3205           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3206             if (DEBUG_INSN_P (insn))
3207               continue;
3208             else if (NONJUMP_INSN_P (insn))
3209               {
3210                 if (setcc)
3211                   break;
3212                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
3213                   break;
3214
3215                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3216                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
3217                   setcc = insn;
3218                 else
3219                   break;
3220               }
3221             else if (JUMP_P (insn))
3222               {
3223                 if ((any_condjump_p (insn) || computed_jump_p (insn))
3224                     && onlyjump_p (insn))
3225                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
3226                 break;
3227               }
3228             else if (INSN_P (insn))
3229               break;
3230         }
3231     }
3232
3233   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
3234      copy on the redirected edge.  These need to be committed.  */
3235   if (changed)
3236     commit_edge_insertions ();
3237
3238   return changed;
3239 }
3240 \f
3241 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
3242
3243 /* Local properties of expressions.  */
3244 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
3245 static sbitmap *transp;
3246
3247 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
3248 static sbitmap *comp;
3249
3250 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
3251 static sbitmap *antloc;
3252
3253 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
3254    point.  */
3255 static sbitmap *pre_optimal;
3256
3257 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
3258 static sbitmap *pre_redundant;
3259
3260 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
3261 static sbitmap *pre_insert_map;
3262
3263 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
3264 static sbitmap *pre_delete_map;
3265
3266 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
3267 static struct edge_list *edge_list;
3268
3269 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
3270
3271 static void
3272 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
3273 {
3274   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3275   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3276   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3277
3278   pre_optimal = NULL;
3279   pre_redundant = NULL;
3280   pre_insert_map = NULL;
3281   pre_delete_map = NULL;
3282   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3283
3284   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
3285 }
3286
3287 /* Free vars used for PRE analysis.  */
3288
3289 static void
3290 free_pre_mem (void)
3291 {
3292   sbitmap_vector_free (transp);
3293   sbitmap_vector_free (comp);
3294
3295   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
3296
3297   if (pre_optimal)
3298     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
3299   if (pre_redundant)
3300     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
3301   if (pre_insert_map)
3302     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
3303   if (pre_delete_map)
3304     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
3305
3306   transp = comp = NULL;
3307   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
3308 }
3309
3310 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
3311    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
3312    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
3313    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
3314    can be clobbered by calls.  */
3315
3316 static void
3317 prune_expressions (bool pre_p)
3318 {
3319   sbitmap prune_exprs;
3320   unsigned int ui;
3321   basic_block bb;
3322
3323   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
3324   sbitmap_zero (prune_exprs);
3325   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
3326     {
3327       struct expr *e;
3328       for (e = expr_hash_table.table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
3329         {
3330           /* Note potentially trapping expressions.  */
3331           if (may_trap_p (e->expr))
3332             {
3333               SET_BIT (prune_exprs, e->bitmap_index);
3334               continue;
3335             }
3336
3337           if (!pre_p && MEM_P (e->expr))
3338             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
3339                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
3340                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
3341                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
3342                constant memory references can be hoisted along abnormal
3343                edges.  */
3344             {
3345               if (GET_CODE (XEXP (e->expr, 0)) == SYMBOL_REF
3346                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (e->expr, 0)))
3347                 continue;
3348
3349               if (MEM_READONLY_P (e->expr)
3350                   && !MEM_VOLATILE_P (e->expr)
3351                   && MEM_NOTRAP_P (e->expr))
3352                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
3353                 continue;
3354
3355               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
3356                  analysis to determine if this mem is actually killed
3357                  by this call.  */
3358
3359               SET_BIT (prune_exprs, e->bitmap_index);
3360             }
3361         }
3362     }
3363
3364   FOR_EACH_BB (bb)
3365     {
3366       edge e;
3367       edge_iterator ei;
3368
3369       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
3370          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
3371          because we won't be able to properly place the instruction on
3372          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
3373          This is fairly conservative.
3374
3375          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
3376          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
3377          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
3378          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
3379          jump instructions that could clobber the expression.  It would
3380          be best to implement this check along the lines of
3381          hoist_expr_reaches_here_p where the target block is already known
3382          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
3383          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
3384       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3385         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
3386             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
3387           {
3388             sbitmap_difference (antloc[bb->index],
3389                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
3390             sbitmap_difference (transp[bb->index],
3391                                 transp[bb->index], prune_exprs);
3392             break;
3393           }
3394     }
3395
3396   sbitmap_free (prune_exprs);
3397 }
3398
3399 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
3400
3401 static void
3402 compute_pre_data (void)
3403 {
3404   basic_block bb;
3405
3406   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
3407   prune_expressions (true);
3408   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
3409
3410   /* Compute ae_kill for each basic block using:
3411
3412      ~(TRANSP | COMP)
3413   */
3414
3415   FOR_EACH_BB (bb)
3416     {
3417       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
3418       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
3419     }
3420
3421   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
3422                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
3423   sbitmap_vector_free (antloc);
3424   antloc = NULL;
3425   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3426   ae_kill = NULL;
3427 }
3428 \f
3429 /* PRE utilities */
3430
3431 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
3432    block BB.
3433
3434    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3435    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3436
3437    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3438    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3439    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3440    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3441    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3442    the closest such expression.  */
3443
3444 static int
3445 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb, char *visited)
3446 {
3447   edge pred;
3448   edge_iterator ei;
3449
3450   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3451     {
3452       basic_block pred_bb = pred->src;
3453
3454       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
3455           /* Has predecessor has already been visited?  */
3456           || visited[pred_bb->index])
3457         ;/* Nothing to do.  */
3458
3459       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3460       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3461         {
3462           /* Is this the occurrence we're looking for?
3463              Note that there's only one generating occurrence per block
3464              so we just need to check the block number.  */
3465           if (occr_bb == pred_bb)
3466             return 1;
3467
3468           visited[pred_bb->index] = 1;
3469         }
3470       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3471       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3472         visited[pred_bb->index] = 1;
3473
3474       /* Neither gen nor kill.  */
3475       else
3476         {
3477           visited[pred_bb->index] = 1;
3478           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
3479             return 1;
3480         }
3481     }
3482
3483   /* All paths have been checked.  */
3484   return 0;
3485 }
3486
3487 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
3488    memory allocated for that function is returned.  */
3489
3490 static int
3491 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
3492 {
3493   int rval;
3494   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
3495
3496   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
3497
3498   free (visited);
3499   return rval;
3500 }
3501 \f
3502
3503 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
3504    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
3505    the value of BB.  */
3506
3507 static rtx
3508 process_insert_insn (struct expr *expr)
3509 {
3510   rtx reg = expr->reaching_reg;
3511   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
3512   rtx pat;
3513
3514   start_sequence ();
3515
3516   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
3517      just copy it to a register.  */
3518   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
3519     emit_move_insn (reg, exp);
3520
3521   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
3522      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
3523      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
3524   else
3525     {
3526       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
3527
3528       if (insn_invalid_p (insn))
3529         gcc_unreachable ();
3530     }
3531
3532
3533   pat = get_insns ();
3534   end_sequence ();
3535
3536   return pat;
3537 }
3538
3539 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
3540
3541    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
3542
3543 static void
3544 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
3545 {
3546   rtx insn = BB_END (bb);
3547   rtx new_insn;
3548   rtx reg = expr->reaching_reg;
3549   int regno = REGNO (reg);
3550   rtx pat, pat_end;
3551
3552   pat = process_insert_insn (expr);
3553   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
3554
3555   pat_end = pat;
3556   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
3557     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
3558
3559   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
3560      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
3561      instructions in presence of non-call exceptions.  */
3562
3563   if (JUMP_P (insn)
3564       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
3565           && (!single_succ_p (bb)
3566               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
3567     {
3568 #ifdef HAVE_cc0
3569       rtx note;
3570 #endif
3571
3572       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
3573          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
3574          the new instruction just before the tablejump.  */
3575       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
3576           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
3577         insn = prev_active_insn (insn);
3578
3579 #ifdef HAVE_cc0
3580       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
3581          if cc0 isn't set.  */
3582       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
3583       if (note)
3584         insn = XEXP (note, 0);
3585       else
3586         {
3587           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
3588           if (maybe_cc0_setter
3589               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
3590               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
3591             insn = maybe_cc0_setter;
3592         }
3593 #endif
3594       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
3595       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
3596     }
3597
3598   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
3599      of exception handling.  */
3600   else if (CALL_P (insn)
3601            && (!single_succ_p (bb)
3602                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
3603     {
3604       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
3605          in registers, we search backward and place the instructions before
3606          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
3607          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
3608
3609       /* Since different machines initialize their parameter registers
3610          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
3611          parameter registers.  */
3612       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
3613
3614       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
3615          before the first parameter load.
3616
3617          If we did not find all the parameter loads, then we might have
3618          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
3619          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
3620          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
3621          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
3622       while (LABEL_P (insn)
3623              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
3624         insn = NEXT_INSN (insn);
3625
3626       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
3627     }
3628   else
3629     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
3630
3631   while (1)
3632     {
3633       if (INSN_P (pat))
3634         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
3635       if (pat == pat_end)
3636         break;
3637       pat = NEXT_INSN (pat);
3638     }
3639
3640   gcse_create_count++;
3641
3642   if (dump_file)
3643     {
3644       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
3645                bb->index, INSN_UID (new_insn));
3646       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
3647                expr->bitmap_index, regno);
3648     }
3649 }
3650
3651 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
3652    the expressions fully redundant.  */
3653
3654 static int
3655 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
3656 {
3657   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
3658   sbitmap *inserted;
3659
3660   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
3661      if it reaches any of the deleted expressions.  */
3662
3663   set_size = pre_insert_map[0]->size;
3664   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
3665   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
3666   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
3667
3668   for (e = 0; e < num_edges; e++)
3669     {
3670       int indx;
3671       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
3672
3673       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
3674         {
3675           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
3676
3677           for (j = indx; insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems; j++, insert >>= 1)
3678             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
3679               {
3680                 struct expr *expr = index_map[j];
3681                 struct occr *occr;
3682
3683                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
3684                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3685                   {
3686                     if (! occr->deleted_p)
3687                       continue;
3688
3689                     /* Insert this expression on this edge if it would
3690                        reach the deleted occurrence in BB.  */
3691                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
3692                       {
3693                         rtx insn;
3694                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
3695
3696                         /* We can't insert anything on an abnormal and
3697                            critical edge, so we insert the insn at the end of
3698                            the previous block. There are several alternatives
3699                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
3700                            handling this situation.  This one is easiest for
3701                            now.  */
3702
3703                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
3704                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
3705                         else
3706                           {
3707                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
3708                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
3709                           }
3710
3711                         if (dump_file)
3712                           {
3713                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
3714                                      bb->index,
3715                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
3716                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
3717                                      expr->bitmap_index);
3718                           }
3719
3720                         update_ld_motion_stores (expr);
3721                         SET_BIT (inserted[e], j);
3722                         did_insert = 1;
3723                         gcse_create_count++;
3724                       }
3725                   }
3726               }
3727         }
3728     }
3729
3730   sbitmap_vector_free (inserted);
3731   return did_insert;
3732 }
3733
3734 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
3735    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
3736      reaching_reg <- old_reg
3737    it's better to do the following:
3738      reaching_reg <- expr
3739      old_reg      <- reaching_reg
3740    because this way copy propagation can discover additional PRE
3741    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
3742    When "expr" is a store, i.e.
3743    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
3744      reaching_reg <- old_reg
3745    it's better to add it before as follows:
3746      reaching_reg <- old_reg
3747      MEM          <- reaching_reg.  */
3748
3749 static void
3750 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
3751 {
3752   rtx reg = expr->reaching_reg;
3753   int regno = REGNO (reg);
3754   int indx = expr->bitmap_index;
3755   rtx pat = PATTERN (insn);
3756   rtx set, first_set, new_insn;
3757   rtx old_reg;
3758   int i;
3759
3760   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
3761   switch (GET_CODE (pat))
3762     {
3763     case SET:
3764       set = pat;
3765       break;
3766
3767     case PARALLEL:
3768       /* Search through the parallel looking for the set whose
3769          source was the expression that we're interested in.  */
3770       first_set = NULL_RTX;
3771       set = NULL_RTX;
3772       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
3773         {
3774           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
3775           if (GET_CODE (x) == SET)
3776             {
3777               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
3778                  may not find an equivalent expression, but in this
3779                  case the PARALLEL will have a single set.  */
3780               if (first_set == NULL_RTX)
3781                 first_set = x;
3782               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
3783                 {
3784                   set = x;
3785                   break;
3786                 }
3787             }
3788         }
3789
3790       gcc_assert (first_set);
3791       if (set == NULL_RTX)
3792         set = first_set;
3793       break;
3794
3795     default:
3796       gcc_unreachable ();
3797     }
3798
3799   if (REG_P (SET_DEST (set)))
3800     {
3801       old_reg = SET_DEST (set);
3802       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
3803       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
3804         {
3805           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
3806           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3807         }
3808       else
3809         {
3810           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
3811           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3812         }
3813     }
3814   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
3815     {
3816       old_reg = SET_SRC (set);
3817       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
3818
3819       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
3820       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
3821         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
3822       else
3823         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
3824     }
3825
3826   gcse_create_count++;
3827
3828   if (dump_file)
3829     fprintf (dump_file,
3830              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
3831               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
3832               INSN_UID (insn), regno);
3833 }
3834
3835 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
3836    to `reaching_reg'.  */
3837
3838 static void
3839 pre_insert_copies (void)
3840 {
3841   unsigned int i, added_copy;
3842   struct expr *expr;
3843   struct occr *occr;
3844   struct occr *avail;
3845
3846   /* For each available expression in the table, copy the result to
3847      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
3848
3849      ??? The current algorithm is rather brute force.
3850      Need to do some profiling.  */
3851
3852   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3853     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
3854       {
3855         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
3856            we don't want to insert a copy here because the expression may not
3857            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
3858            deleted.  This test also avoids further processing if the
3859            expression wasn't deleted anywhere.  */
3860         if (expr->reaching_reg == NULL)
3861           continue;
3862
3863         /* Set when we add a copy for that expression.  */
3864         added_copy = 0;
3865
3866         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3867           {
3868             if (! occr->deleted_p)
3869               continue;
3870
3871             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
3872               {
3873                 rtx insn = avail->insn;
3874
3875                 /* No need to handle this one if handled already.  */
3876                 if (avail->copied_p)
3877                   continue;
3878
3879                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
3880                 if (INSN_DELETED_P (insn))
3881                   continue;
3882
3883                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
3884                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
3885                                                expr,
3886                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
3887                   continue;
3888
3889                 added_copy = 1;
3890
3891                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
3892                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
3893                 avail->copied_p = 1;
3894               }
3895           }
3896
3897           if (added_copy)
3898             update_ld_motion_stores (expr);
3899       }
3900 }
3901
3902 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
3903    in INSN.  */
3904 static rtx
3905 gcse_emit_move_after (rtx src, rtx dest, rtx insn)
3906 {
3907   rtx new_rtx;
3908   rtx set = single_set (insn), set2;
3909   rtx note;
3910   rtx eqv;
3911
3912   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
3913      we've verified to be valid.  */
3914
3915   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
3916
3917   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
3918   set2 = single_set (new_rtx);
3919   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
3920     return new_rtx;
3921   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
3922     eqv = XEXP (note, 0);
3923   else
3924     eqv = SET_SRC (set);
3925
3926   set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
3927
3928   return new_rtx;
3929 }
3930
3931 /* Delete redundant computations.
3932    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
3933    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
3934    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
3935
3936    Returns nonzero if a change is made.  */
3937
3938 static int
3939 pre_delete (void)
3940 {
3941   unsigned int i;
3942   int changed;
3943   struct expr *expr;
3944   struct occr *occr;
3945
3946   changed = 0;
3947   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3948     for (expr = expr_hash_table.table[i];
3949          expr != NULL;
3950          expr = expr->next_same_hash)
3951       {
3952         int indx = expr->bitmap_index;
3953
3954         /* We only need to search antic_occr since we require
3955            ANTLOC != 0.  */
3956
3957         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3958           {
3959             rtx insn = occr->insn;
3960             rtx set;
3961             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3962
3963             /* We only delete insns that have a single_set.  */
3964             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx)
3965                 && (set = single_set (insn)) != 0
3966                 && dbg_cnt (pre_insn))
3967               {
3968                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3969                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
3970                    the mode of the original destination pseudo.  */
3971                 if (expr->reaching_reg == NULL)
3972                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3973
3974                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
3975                 delete_insn (insn);
3976                 occr->deleted_p = 1;
3977                 changed = 1;
3978                 gcse_subst_count++;
3979
3980                 if (dump_file)
3981                   {
3982                     fprintf (dump_file,
3983                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
3984                                INSN_UID (insn), indx);
3985                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
3986                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
3987                   }
3988               }
3989           }
3990       }
3991
3992   return changed;
3993 }
3994
3995 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
3996    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
3997    has been done.
3998
3999    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
4000    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
4001    Compiler Design and Implementation.
4002
4003    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
4004    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
4005    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
4006    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
4007    through the block.
4008
4009    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
4010    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
4011    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
4012    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
4013    redundancies.  */
4014
4015 static int
4016 pre_gcse (void)
4017 {
4018   unsigned int i;
4019   int did_insert, changed;
4020   struct expr **index_map;
4021   struct expr *expr;
4022
4023   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4024      hash table entry.  */
4025
4026   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4027   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4028     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4029       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4030
4031   /* Delete the redundant insns first so that
4032      - we know what register to use for the new insns and for the other
4033        ones with reaching expressions
4034      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
4035
4036   changed = pre_delete ();
4037   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
4038
4039   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
4040      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
4041   pre_insert_copies ();
4042   if (did_insert)
4043     {
4044       commit_edge_insertions ();
4045       changed = 1;
4046     }
4047
4048   free (index_map);
4049   return changed;
4050 }
4051
4052 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
4053
4054    Return nonzero if a change was made.  */
4055
4056 static int
4057 one_pre_gcse_pass (void)
4058 {
4059   int changed = 0;
4060
4061   gcse_subst_count = 0;
4062   gcse_create_count = 0;
4063
4064   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
4065   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
4066       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
4067     return 0;
4068
4069   /* We need alias.  */
4070   init_alias_analysis ();
4071
4072   bytes_used = 0;
4073   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
4074   alloc_gcse_mem ();
4075
4076   alloc_hash_table (&expr_hash_table, 0);
4077   add_noreturn_fake_exit_edges ();
4078   if (flag_gcse_lm)
4079     compute_ld_motion_mems ();
4080
4081   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4082   trim_ld_motion_mems ();
4083   if (dump_file)
4084     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
4085
4086   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
4087     {
4088       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
4089       compute_pre_data ();
4090       changed |= pre_gcse ();
4091       free_edge_list (edge_list);
4092       free_pre_mem ();
4093     }
4094
4095   free_ldst_mems ();
4096   remove_fake_exit_edges ();
4097   free_hash_table (&expr_hash_table);
4098
4099   free_gcse_mem ();
4100   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
4101
4102   /* We are finished with alias.  */
4103   end_alias_analysis ();
4104
4105   if (dump_file)
4106     {
4107       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
4108                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
4109       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
4110                gcse_subst_count, gcse_create_count);
4111     }
4112
4113   return changed;
4114 }
4115 \f
4116 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
4117    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
4118    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
4119    that note, because the following loop optimization pass requires
4120    them.  */
4121
4122 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
4123    then we would not need to do this here, because jump would add the
4124    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
4125
4126 static void
4127 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
4128 {
4129   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
4130   int i, j;
4131   const char *fmt;
4132
4133   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
4134     {
4135       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
4136          avoid flow generating (slightly) worse code.
4137
4138          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
4139          mark_jump_label for additional information).  */
4140
4141       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
4142          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
4143          notes.  */
4144       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
4145       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
4146
4147       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
4148         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
4149
4150       return;
4151     }
4152
4153   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
4154     {
4155       if (fmt[i] == 'e')
4156         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
4157       else if (fmt[i] == 'E')
4158         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4159           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
4160     }
4161 }
4162
4163 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
4164
4165 /* Very busy expressions.  */
4166 static sbitmap *hoist_vbein;
4167 static sbitmap *hoist_vbeout;
4168
4169 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
4170    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
4171    more effective than the tail merging code in jump.c.
4172
4173    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
4174    code hoisting.  It would be nice.  */
4175
4176 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
4177
4178 static void
4179 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
4180 {
4181   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4182   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4183   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4184
4185   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4186   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4187 }
4188
4189 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
4190
4191 static void
4192 free_code_hoist_mem (void)
4193 {
4194   sbitmap_vector_free (antloc);
4195   sbitmap_vector_free (transp);
4196   sbitmap_vector_free (comp);
4197
4198   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
4199   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
4200
4201   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4202 }
4203
4204 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
4205
4206    An expression is very busy if all paths from a given point
4207    compute the expression.  */
4208
4209 static void
4210 compute_code_hoist_vbeinout (void)
4211 {
4212   int changed, passes;
4213   basic_block bb;
4214
4215   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
4216   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
4217
4218   passes = 0;
4219   changed = 1;
4220
4221   while (changed)
4222     {
4223       changed = 0;
4224
4225       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
4226          the convergence.  */
4227       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
4228         {
4229           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
4230             {
4231               sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
4232                                              hoist_vbein, bb->index);
4233
4234               /* Include expressions in VBEout that are calculated
4235                  in BB and available at its end.  */
4236               sbitmap_a_or_b (hoist_vbeout[bb->index],
4237                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
4238             }
4239
4240           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index],
4241                                               antloc[bb->index],
4242                                               hoist_vbeout[bb->index],
4243                                               transp[bb->index]);
4244         }
4245
4246       passes++;
4247     }
4248
4249   if (dump_file)
4250     {
4251       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
4252
4253       FOR_EACH_BB (bb)
4254         {
4255           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
4256           dump_sbitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
4257           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
4258           dump_sbitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
4259         }
4260     }
4261 }
4262
4263 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
4264
4265 static void
4266 compute_code_hoist_data (void)
4267 {
4268   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
4269   prune_expressions (false);
4270   compute_code_hoist_vbeinout ();
4271   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4272   if (dump_file)
4273     fprintf (dump_file, "\n");
4274 }
4275
4276 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
4277    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
4278    Stop the search if the expression would need to be moved more
4279    than DISTANCE instructions.
4280
4281    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
4282    to me that the expression must either be computed or transparent in
4283    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
4284    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
4285    the expression wasn't a loop invariant.
4286
4287    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
4288    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
4289    paths.  */
4290
4291 static int
4292 hoist_expr_reaches_here_p (basic_block expr_bb, int expr_index, basic_block bb,
4293                            char *visited, int distance, int *bb_size)
4294 {
4295   edge pred;
4296   edge_iterator ei;
4297   int visited_allocated_locally = 0;
4298
4299   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
4300      is exhausted.  */
4301   if (distance > 0)
4302     {
4303       distance -= bb_size[bb->index];
4304
4305       if (distance <= 0)
4306         return 0;
4307     }
4308   else
4309     gcc_assert (distance == 0);
4310
4311   if (visited == NULL)
4312     {
4313       visited_allocated_locally = 1;
4314       visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
4315     }
4316
4317   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
4318     {
4319       basic_block pred_bb = pred->src;
4320
4321       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
4322         break;
4323       else if (pred_bb == expr_bb)
4324         continue;
4325       else if (visited[pred_bb->index])
4326         continue;
4327
4328       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
4329         break;
4330
4331       /* Not killed.  */
4332       else
4333         {
4334           visited[pred_bb->index] = 1;
4335           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, pred_bb,
4336                                            visited, distance, bb_size))
4337             break;
4338         }
4339     }
4340   if (visited_allocated_locally)
4341     free (visited);
4342
4343   return (pred == NULL);
4344 }
4345 \f
4346 /* Find occurence in BB.  */
4347 static struct occr *
4348 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
4349 {
4350   /* Find the right occurrence of this expression.  */
4351   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
4352     occr = occr->next;
4353
4354   return occr;
4355 }
4356
4357 /* Actually perform code hoisting.  */
4358
4359 static int
4360 hoist_code (void)
4361 {
4362   basic_block bb, dominated;
4363   VEC (basic_block, heap) *dom_tree_walk;
4364   unsigned int dom_tree_walk_index;
4365   VEC (basic_block, heap) *domby;
4366   unsigned int i,j;
4367   struct expr **index_map;
4368   struct expr *expr;
4369   int *to_bb_head;
4370   int *bb_size;
4371   int changed = 0;
4372
4373   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4374      hash table entry.  */
4375
4376   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4377   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4378     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4379       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4380
4381   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
4382      each instruction is from the start of its block.  We then use this
4383      data to restrict distance an expression can travel.  */
4384
4385   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
4386   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block);
4387
4388   FOR_EACH_BB (bb)
4389     {
4390       rtx insn;
4391       int to_head;
4392
4393       to_head = 0;
4394       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
4395         {
4396           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
4397              decision choices.  */
4398           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
4399             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
4400         }
4401
4402       bb_size[bb->index] = to_head;
4403     }
4404
4405   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR->succs) == 1
4406               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR, 0)->dest
4407                   == ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb));
4408
4409   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
4410                                             ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb);
4411
4412   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
4413      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
4414   FOR_EACH_VEC_ELT (basic_block, dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
4415     {
4416       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
4417
4418       if (VEC_length (basic_block, domby) == 0)
4419         continue;
4420
4421       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
4422          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
4423       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
4424         {
4425           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
4426             {
4427               /* Current expression.  */
4428               struct expr *expr = index_map[i];
4429               /* Number of occurences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
4430               int hoistable = 0;
4431               /* Basic blocks that have occurences reachable from BB.  */
4432               bitmap_head _from_bbs, *from_bbs = &_from_bbs;
4433               /* Occurences reachable from BB.  */
4434               VEC (occr_t, heap) *occrs_to_hoist = NULL;
4435               /* We want to insert the expression into BB only once, so
4436                  note when we've inserted it.  */
4437               int insn_inserted_p;
4438               occr_t occr;
4439
4440               bitmap_initialize (from_bbs, 0);
4441
4442               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
4443                  BB, hoist all occurences dominated by BB to BB.  */
4444               if (TEST_BIT (comp[bb->index], i))
4445                 {
4446                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
4447
4448                   if (occr)
4449                     {
4450                       /* An occurence might've been already deleted
4451                          while processing a dominator of BB.  */
4452                       if (occr->deleted_p)
4453                         gcc_assert (MAX_HOIST_DEPTH > 1);
4454                       else
4455                         {
4456                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
4457                           hoistable++;
4458                         }
4459                     }
4460                   else
4461                     hoistable++;
4462                 }
4463
4464               /* We've found a potentially hoistable expression, now
4465                  we look at every block BB dominates to see if it
4466                  computes the expression.  */
4467               FOR_EACH_VEC_ELT (basic_block, domby, j, dominated)
4468                 {
4469                   int max_distance;
4470
4471                   /* Ignore self dominance.  */
4472                   if (bb == dominated)
4473                     continue;
4474                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
4475                      the busy expression and whether or not moving that
4476                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
4477                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
4478                     continue;
4479
4480                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
4481                   gcc_assert (occr);
4482
4483                   /* An occurence might've been already deleted
4484                      while processing a dominator of BB.  */
4485                   if (occr->deleted_p)
4486                     {
4487                       gcc_assert (MAX_HOIST_DEPTH > 1);
4488                       continue;
4489                     }
4490                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
4491
4492                   max_distance = expr->max_distance;
4493                   if (max_distance > 0)
4494                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
4495                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
4496                        only part of it.  */
4497                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
4498                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
4499
4500                   /* Note if the expression would reach the dominated block
4501                      unimpared if it was placed at the end of BB.
4502
4503                      Keep track of how many times this expression is hoistable
4504                      from a dominated block into BB.  */
4505                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL,
4506                                                  max_distance, bb_size))
4507                     {
4508                       hoistable++;
4509                       VEC_safe_push (occr_t, heap,
4510                                      occrs_to_hoist, occr);
4511                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
4512                     }
4513                 }
4514
4515               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
4516                  expression, then note it in the vector of expressions to
4517                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
4518                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
4519                  allocation.  One could increase this value to try harder
4520                  to avoid any possible code expansion due to register
4521                  allocation issues; however experiments have shown that
4522                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
4523                  from two successors, so raising this threshold is likely
4524                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
4525               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
4526                 {
4527                   /* If (hoistable != VEC_length), then there is
4528                      an occurence of EXPR in BB itself.  Don't waste
4529                      time looking for LCA in this case.  */
4530                   if ((unsigned) hoistable
4531                       == VEC_length (occr_t, occrs_to_hoist))
4532                     {
4533                       basic_block lca;
4534
4535                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
4536                                                               from_bbs);
4537                       if (lca != bb)
4538                         /* Punt, it's better to hoist these occurences to
4539                            LCA.  */
4540                         VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
4541                     }
4542                 }
4543               else
4544                 /* Punt, no point hoisting a single occurence.  */
4545                 VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
4546
4547               insn_inserted_p = 0;
4548
4549               /* Walk through occurences of I'th expressions we want
4550                  to hoist to BB and make the transformations.  */
4551               FOR_EACH_VEC_ELT (occr_t, occrs_to_hoist, j, occr)
4552                 {
4553                   rtx insn;
4554                   rtx set;
4555
4556                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
4557
4558                   insn = occr->insn;
4559                   set = single_set (insn);
4560                   gcc_assert (set);
4561
4562                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4563                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
4564                      from the mode of the original destination pseudo.
4565
4566                      It is important to use new pseudos whenever we
4567                      emit a set.  This will allow reload to use
4568                      rematerialization for such registers.  */
4569                   if (!insn_inserted_p)
4570                     expr->reaching_reg
4571                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
4572
4573                   gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set),
4574                                         insn);
4575                   delete_insn (insn);
4576                   occr->deleted_p = 1;
4577                   changed = 1;
4578                   gcse_subst_count++;
4579
4580                   if (!insn_inserted_p)
4581                     {
4582                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
4583                       insn_inserted_p = 1;
4584                     }
4585                 }
4586
4587               VEC_free (occr_t, heap, occrs_to_hoist);
4588               bitmap_clear (from_bbs);
4589             }
4590         }
4591       VEC_free (basic_block, heap, domby);
4592     }
4593
4594   VEC_free (basic_block, heap, dom_tree_walk);
4595   free (bb_size);
4596   free (to_bb_head);
4597   free (index_map);
4598
4599   return changed;
4600 }
4601
4602 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
4603
4604    Return nonzero if a change was made.  */
4605
4606 static int
4607 one_code_hoisting_pass (void)
4608 {
4609   int changed = 0;
4610
4611   gcse_subst_count = 0;
4612   gcse_create_count = 0;
4613
4614   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
4615   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
4616       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
4617     return 0;
4618
4619   doing_code_hoisting_p = true;
4620
4621   /* We need alias.  */
4622   init_alias_analysis ();
4623
4624   bytes_used = 0;
4625   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
4626   alloc_gcse_mem ();
4627
4628   alloc_hash_table (&expr_hash_table, 0);
4629   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4630   if (dump_file)
4631     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
4632
4633   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
4634     {
4635       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
4636       compute_code_hoist_data ();
4637       changed = hoist_code ();
4638       free_code_hoist_mem ();
4639     }
4640
4641   free_hash_table (&expr_hash_table);
4642   free_gcse_mem ();
4643   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
4644
4645   /* We are finished with alias.  */
4646   end_alias_analysis ();
4647
4648   if (dump_file)
4649     {
4650       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
4651                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
4652       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
4653                gcse_subst_count, gcse_create_count);
4654     }
4655
4656   doing_code_hoisting_p = false;
4657
4658   return changed;
4659 }
4660 \f
4661 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
4662     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
4663     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
4664
4665             int i;
4666             float a[10];
4667
4668             void foo(float scale)
4669             {
4670               for (i=0; i<10; i++)
4671                 a[i] *= scale;
4672             }
4673
4674     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
4675     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
4676     of the loop.
4677
4678       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
4679     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
4680     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
4681
4682       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
4683     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
4684     in the loop.  */
4685
4686 static hashval_t
4687 pre_ldst_expr_hash (const void *p)
4688 {
4689   int do_not_record_p = 0;
4690   const struct ls_expr *const x = (const struct ls_expr *) p;
4691   return hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
4692 }
4693
4694 static int
4695 pre_ldst_expr_eq (const void *p1, const void *p2)
4696 {
4697   const struct ls_expr *const ptr1 = (const struct ls_expr *) p1,
4698     *const ptr2 = (const struct ls_expr *) p2;
4699   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
4700 }
4701
4702 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
4703    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
4704
4705 static struct ls_expr *
4706 ldst_entry (rtx x)
4707 {
4708   int do_not_record_p = 0;
4709   struct ls_expr * ptr;
4710   unsigned int hash;
4711   void **slot;
4712   struct ls_expr e;
4713
4714   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
4715                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
4716
4717   e.pattern = x;
4718   slot = htab_find_slot_with_hash (pre_ldst_table, &e, hash, INSERT);
4719   if (*slot)
4720     return (struct ls_expr *)*slot;
4721
4722   ptr = XNEW (struct ls_expr);
4723
4724   ptr->next         = pre_ldst_mems;
4725   ptr->expr         = NULL;
4726   ptr->pattern      = x;
4727   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
4728   ptr->loads        = NULL_RTX;
4729   ptr->stores       = NULL_RTX;
4730   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
4731   ptr->invalid      = 0;
4732   ptr->index        = 0;
4733   ptr->hash_index   = hash;
4734   pre_ldst_mems     = ptr;
4735   *slot = ptr;
4736
4737   return ptr;
4738 }
4739
4740 /* Free up an individual ldst entry.  */
4741
4742 static void
4743 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
4744 {
4745   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
4746   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
4747
4748   free (ptr);
4749 }
4750
4751 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
4752
4753 static void
4754 free_ldst_mems (void)
4755 {
4756   if (pre_ldst_table)
4757     htab_delete (pre_ldst_table);
4758   pre_ldst_table = NULL;
4759
4760   while (pre_ldst_mems)
4761     {
4762       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
4763
4764       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
4765
4766       free_ldst_entry (tmp);
4767     }
4768
4769   pre_ldst_mems = NULL;
4770 }
4771
4772 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
4773
4774 static void
4775 print_ldst_list (FILE * file)
4776 {
4777   struct ls_expr * ptr;
4778
4779   fprintf (file, "LDST list: \n");
4780
4781   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
4782     {
4783       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
4784
4785       print_rtl (file, ptr->pattern);
4786
4787       fprintf (file, "\n         Loads : ");
4788
4789       if (ptr->loads)
4790         print_rtl (file, ptr->loads);
4791       else
4792         fprintf (file, "(nil)");
4793
4794       fprintf (file, "\n        Stores : ");
4795
4796       if (ptr->stores)
4797         print_rtl (file, ptr->stores);
4798       else
4799         fprintf (file, "(nil)");
4800
4801       fprintf (file, "\n\n");
4802     }
4803
4804   fprintf (file, "\n");
4805 }
4806
4807 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
4808
4809 static struct ls_expr *
4810 find_rtx_in_ldst (rtx x)
4811 {
4812   struct ls_expr e;
4813   void **slot;
4814   if (!pre_ldst_table)
4815     return NULL;
4816   e.pattern = x;
4817   slot = htab_find_slot (pre_ldst_table, &e, NO_INSERT);
4818   if (!slot || ((struct ls_expr *)*slot)->invalid)
4819     return NULL;
4820   return (struct ls_expr *) *slot;
4821 }
4822
4823 /* Return first item in the list.  */
4824
4825 static inline struct ls_expr *
4826 first_ls_expr (void)
4827 {
4828   return pre_ldst_mems;
4829 }
4830
4831 /* Return the next item in the list after the specified one.  */
4832
4833 static inline struct ls_expr *
4834 next_ls_expr (struct ls_expr * ptr)
4835 {
4836   return ptr->next;
4837 }
4838 \f
4839 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
4840
4841 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
4842    side effects. These are the types of loads we consider for the
4843    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
4844
4845 static int
4846 simple_mem (const_rtx x)
4847 {
4848   if (! MEM_P (x))
4849     return 0;
4850
4851   if (MEM_VOLATILE_P (x))
4852     return 0;
4853
4854   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
4855     return 0;
4856
4857   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
4858      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
4859      continue.  */
4860   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
4861     return 0;
4862
4863   if (side_effects_p (x))
4864     return 0;
4865
4866   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
4867   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
4868     return 0;
4869
4870   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
4871     return 0;
4872
4873   return 1;
4874 }
4875
4876 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
4877    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
4878    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
4879    loads since the aliasing code will allow all entries in the
4880    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
4881    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
4882    fix it up.  */
4883
4884 static void
4885 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
4886 {
4887   const char * fmt;
4888   int i, j;
4889   struct ls_expr * ptr;
4890
4891   /* Invalidate it in the list.  */
4892   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
4893     {
4894       ptr = ldst_entry (x);
4895       ptr->invalid = 1;
4896     }
4897
4898   /* Recursively process the insn.  */
4899   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
4900
4901   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
4902     {
4903       if (fmt[i] == 'e')
4904         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
4905       else if (fmt[i] == 'E')
4906         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4907           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
4908     }
4909 }
4910
4911 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
4912    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
4913    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
4914    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
4915    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
4916    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
4917    later.  */
4918
4919 static void
4920 compute_ld_motion_mems (void)
4921 {
4922   struct ls_expr * ptr;
4923   basic_block bb;
4924   rtx insn;
4925
4926   pre_ldst_mems = NULL;
4927   pre_ldst_table = htab_create (13, pre_ldst_expr_hash,
4928                                 pre_ldst_expr_eq, NULL);
4929
4930   FOR_EACH_BB (bb)
4931     {
4932       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
4933         {
4934           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
4935             {
4936               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
4937                 {
4938                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
4939                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4940
4941                   /* Check for a simple LOAD...  */
4942                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
4943                     {
4944                       ptr = ldst_entry (src);
4945                       if (REG_P (dest))
4946                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
4947                       else
4948                         ptr->invalid = 1;
4949                     }
4950                   else
4951                     {
4952                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
4953                       invalidate_any_buried_refs (src);
4954                     }
4955
4956                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
4957                      will block any movement we might do later. We only care
4958                      about this exact pattern since those are the only
4959                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
4960                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
4961                     {
4962                       ptr = ldst_entry (dest);
4963
4964                       if (! MEM_P (src)
4965                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
4966                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
4967                              returns 0 for all REGs.  */
4968                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4969                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4970                       else
4971                         ptr->invalid = 1;
4972                     }
4973                 }
4974               else
4975                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4976             }
4977         }
4978     }
4979 }
4980
4981 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4982    expression list for pre gcse.  */
4983
4984 static void
4985 trim_ld_motion_mems (void)
4986 {
4987   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
4988   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
4989
4990   while (ptr != NULL)
4991     {
4992       struct expr * expr;
4993
4994       /* Delete if entry has been made invalid.  */
4995       if (! ptr->invalid)
4996         {
4997           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
4998           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
4999
5000           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
5001                expr != NULL;
5002                expr = expr->next_same_hash)
5003             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
5004               break;
5005         }
5006       else
5007         expr = (struct expr *) 0;
5008
5009       if (expr)
5010         {
5011           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
5012           ptr->expr = expr;
5013           last = & ptr->next;
5014           ptr = ptr->next;
5015         }
5016       else
5017         {
5018           *last = ptr->next;
5019           htab_remove_elt_with_hash (pre_ldst_table, ptr, ptr->hash_index);
5020           free_ldst_entry (ptr);
5021           ptr = * last;
5022         }
5023     }
5024
5025   /* Show the world what we've found.  */
5026   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
5027     print_ldst_list (dump_file);
5028 }
5029
5030 /* This routine will take an expression which we are replacing with
5031    a reaching register, and update any stores that are needed if
5032    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
5033    copying their SRC to the reaching register, and then storing
5034    the reaching register into the store location. These keeps the
5035    correct value in the reaching register for the loads.  */
5036
5037 static void
5038 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
5039 {
5040   struct ls_expr * mem_ptr;
5041
5042   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
5043     {
5044       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
5045          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
5046          dead and should be eliminated later.  */
5047
5048       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
5049          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
5050          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
5051          (set reg expr) in that insn.  */
5052       rtx list = mem_ptr->stores;
5053
5054       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
5055         {
5056           rtx insn = XEXP (list, 0);
5057           rtx pat = PATTERN (insn);
5058           rtx src = SET_SRC (pat);
5059           rtx reg = expr->reaching_reg;
5060           rtx copy;
5061
5062           /* If we've already copied it, continue.  */
5063           if (expr->reaching_reg == src)
5064             continue;
5065
5066           if (dump_file)
5067             {
5068               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
5069               print_rtl (dump_file, expr->reaching_reg);
5070               fprintf (dump_file, ":\n  ");
5071               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
5072               fprintf (dump_file, "\n");
5073             }
5074
5075           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
5076           emit_insn_before (copy, insn);
5077           SET_SRC (pat) = reg;
5078           df_insn_rescan (insn);
5079
5080           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
5081           INSN_CODE (insn) = -1;
5082           gcse_create_count++;
5083         }
5084     }
5085 }
5086 \f
5087 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
5088    optimization about to be performed.  */
5089
5090 static bool
5091 is_too_expensive (const char *pass)
5092 {
5093   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5094      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5095      particularly useful.
5096
5097      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
5098      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
5099      which have a couple switch statements.  Rather than simply
5100      threshold the number of blocks, uses something with a more
5101      graceful degradation.  */
5102   if (n_edges > 20000 + n_basic_blocks * 4)
5103     {
5104       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
5105                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
5106                pass, n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
5107
5108       return true;
5109     }
5110
5111   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
5112      storage it's better just to disable the optimization.  */
5113   if ((n_basic_blocks
5114        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
5115        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
5116     {
5117       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
5118                "%s: %d basic blocks and %d registers",
5119                pass, n_basic_blocks, max_reg_num ());
5120
5121       return true;
5122     }
5123
5124   return false;
5125 }
5126
5127 \f
5128 /* Main function for the CPROP pass.  */
5129
5130 static int
5131 one_cprop_pass (void)
5132 {
5133   int changed = 0;
5134
5135   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
5136   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
5137       || is_too_expensive (_ ("const/copy propagation disabled")))
5138     return 0;
5139
5140   global_const_prop_count = local_const_prop_count = 0;
5141   global_copy_prop_count = local_copy_prop_count = 0;
5142
5143   bytes_used = 0;
5144   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
5145   alloc_gcse_mem ();
5146
5147   /* Do a local const/copy propagation pass first.  The global pass
5148      only handles global opportunities.
5149      If the local pass changes something, remove any unreachable blocks
5150      because the CPROP global dataflow analysis may get into infinite
5151      loops for CFGs with unreachable blocks.
5152
5153      FIXME: This local pass should not be necessary after CSE (but for
5154             some reason it still is).  It is also (proven) not necessary
5155             to run the local pass right after FWPWOP.
5156
5157      FIXME: The global analysis would not get into infinite loops if it
5158             would use the DF solver (via df_simple_dataflow) instead of
5159             the solver implemented in this file.  */
5160   if (local_cprop_pass ())
5161     {
5162       delete_unreachable_blocks ();
5163       df_analyze ();
5164     }
5165
5166   /* Determine implicit sets.  */
5167   implicit_sets = XCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
5168   find_implicit_sets ();
5169
5170   alloc_hash_table (&set_hash_table, 1);
5171   compute_hash_table (&set_hash_table);
5172
5173   /* Free implicit_sets before peak usage.  */
5174   free (implicit_sets);
5175   implicit_sets = NULL;
5176
5177   if (dump_file)
5178     dump_hash_table (dump_file, "SET", &set_hash_table);
5179   if (set_hash_table.n_elems > 0)
5180     {
5181       basic_block bb;
5182       rtx insn;
5183
5184       alloc_cprop_mem (last_basic_block, set_hash_table.n_elems);
5185       compute_cprop_data ();
5186
5187       FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
5188         {
5189           /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since
5190              the start of the block].  */
5191           reset_opr_set_tables ();
5192
5193           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
5194             if (INSN_P (insn))
5195               {
5196                 changed |= cprop_insn (insn);
5197
5198                 /* Keep track of everything modified by this insn.  */
5199                 /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.
5200                        Don't call mark_oprs_set if we turned the
5201                        insn into a NOTE.  */
5202                 if (! NOTE_P (insn))
5203                   mark_oprs_set (insn);
5204               }
5205         }
5206
5207       changed |= bypass_conditional_jumps ();
5208       free_cprop_mem ();
5209     }
5210
5211   free_hash_table (&set_hash_table);
5212   free_gcse_mem ();
5213   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
5214
5215   if (dump_file)
5216     {
5217       fprintf (dump_file, "CPROP of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
5218                current_function_name (), n_basic_blocks, bytes_used);
5219       fprintf (dump_file, "%d local const props, %d local copy props, ",
5220                local_const_prop_count, local_copy_prop_count);
5221       fprintf (dump_file, "%d global const props, %d global copy props\n\n",
5222                global_const_prop_count, global_copy_prop_count);
5223     }
5224
5225   return changed;
5226 }
5227
5228 \f
5229 /* All the passes implemented in this file.  Each pass has its
5230    own gate and execute function, and at the end of the file a
5231    pass definition for passes.c.
5232
5233    We do not construct an accurate cfg in functions which call
5234    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
5235    setjmp.
5236    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
5237
5238 static bool
5239 gate_rtl_cprop (void)
5240 {
5241   return optimize > 0 && flag_gcse
5242     && !cfun->calls_setjmp
5243     && dbg_cnt (cprop);
5244 }
5245
5246 static unsigned int
5247 execute_rtl_cprop (void)
5248 {
5249   int changed;
5250   delete_unreachable_blocks ();
5251   df_set_flags (DF_LR_RUN_DCE);
5252   df_analyze ();
5253   changed = one_cprop_pass ();
5254   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
5255   if (changed)
5256     cleanup_cfg (0);
5257   return 0;
5258 }
5259
5260 static bool
5261 gate_rtl_pre (void)
5262 {
5263   return optimize > 0 && flag_gcse
5264     && !cfun->calls_setjmp
5265     && optimize_function_for_speed_p (cfun)
5266     && dbg_cnt (pre);
5267 }
5268
5269 static unsigned int
5270 execute_rtl_pre (void)
5271 {
5272   int changed;
5273   delete_unreachable_blocks ();
5274   df_analyze ();
5275   changed = one_pre_gcse_pass ();
5276   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
5277   if (changed)
5278     cleanup_cfg (0);
5279   return 0;
5280 }
5281
5282 static bool
5283 gate_rtl_hoist (void)
5284 {
5285   return optimize > 0 && flag_gcse
5286     && !cfun->calls_setjmp
5287     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
5288        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
5289        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
5290     && optimize_function_for_size_p (cfun)
5291     && dbg_cnt (hoist);
5292 }
5293
5294 static unsigned int
5295 execute_rtl_hoist (void)
5296 {
5297   int changed;
5298   delete_unreachable_blocks ();
5299   df_analyze ();
5300   changed = one_code_hoisting_pass ();
5301   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
5302   if (changed)
5303     cleanup_cfg (0);
5304   return 0;
5305 }
5306
5307 struct rtl_opt_pass pass_rtl_cprop =
5308 {
5309  {
5310   RTL_PASS,
5311   "cprop",                              /* name */
5312   gate_rtl_cprop,                       /* gate */
5313   execute_rtl_cprop,                    /* execute */
5314   NULL,                                 /* sub */
5315   NULL,                                 /* next */
5316   0,                                    /* static_pass_number */
5317   TV_CPROP,                             /* tv_id */
5318   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5319   0,                                    /* properties_provided */
5320   0,                                    /* properties_destroyed */
5321   0,                                    /* todo_flags_start */
5322   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5323   TODO_dump_func |
5324   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5325  }
5326 };
5327
5328 struct rtl_opt_pass pass_rtl_pre =
5329 {
5330  {
5331   RTL_PASS,
5332   "rtl pre",                            /* name */
5333   gate_rtl_pre,                         /* gate */
5334   execute_rtl_pre,                      /* execute */
5335   NULL,                                 /* sub */
5336   NULL,                                 /* next */
5337   0,                                    /* static_pass_number */
5338   TV_PRE,                               /* tv_id */
5339   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5340   0,                                    /* properties_provided */
5341   0,                                    /* properties_destroyed */
5342   0,                                    /* todo_flags_start */
5343   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5344   TODO_dump_func |
5345   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5346  }
5347 };
5348
5349 struct rtl_opt_pass pass_rtl_hoist =
5350 {
5351  {
5352   RTL_PASS,
5353   "hoist",                              /* name */
5354   gate_rtl_hoist,                       /* gate */
5355   execute_rtl_hoist,                    /* execute */
5356   NULL,                                 /* sub */
5357   NULL,                                 /* next */
5358   0,                                    /* static_pass_number */
5359   TV_HOIST,                             /* tv_id */
5360   PROP_cfglayout,                       /* properties_required */
5361   0,                                    /* properties_provided */
5362   0,                                    /* properties_destroyed */
5363   0,                                    /* todo_flags_start */
5364   TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing |
5365   TODO_dump_func |
5366   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect   /* todo_flags_finish */
5367  }
5368 };
5369
5370 #include "gt-gcse.h"