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