OSDN Git Service

* rtl.h (CC0_P): New.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* TODO
24    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
25    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
26      calc of how many regs are available in each class and use that to
27      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
28    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
29      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
30      allows more load motion, particularly out of loops.
31    - ability to realloc sbitmap vectors would allow one initial computation
32      of reg_set_in_block with only subsequent additions, rather than
33      recomputing it for each pass
34
35 */
36
37 /* References searched while implementing this.
38
39    Compilers Principles, Techniques and Tools
40    Aho, Sethi, Ullman
41    Addison-Wesley, 1988
42
43    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
44    E. Morel, C. Renvoise
45    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
46
47    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
48    Frederick Chow
49    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
50
51    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
52    D.M. Dhamdhere
53    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
54
55    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
56    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
57    K-H Drechsler, M.P. Stadel
58    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
59
60    Practical Adaptation of the Global Optimization
61    Algorithm of Morel and Renvoise
62    D.M. Dhamdhere
63    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
64
65    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
66    Dependence Graph
67    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
68    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
69
70    Lazy Code Motion
71    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
72    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
73
74    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
75    Time for Reducible Flow Control
76    Thomas Ball
77    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
78    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
79
80    An Efficient Representation for Sparse Sets
81    Preston Briggs, Linda Torczon
82    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
83    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
84
85    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
86    K-H Drechsler, M.P. Stadel
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
88
89    Partial Dead Code Elimination
90    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    Effective Partial Redundancy Elimination
94    P. Briggs, K.D. Cooper
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
98    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
99    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
100
101    Optimal Code Motion: Theory and Practice
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
104
105    The power of assignment motion
106    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Global code motion / global value numbering
110    C. Click
111    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
112
113    Value Driven Redundancy Elimination
114    L.T. Simpson
115    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
116
117    Value Numbering
118    L.T. Simpson
119    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
120
121    High Performance Compilers for Parallel Computing
122    Michael Wolfe
123    Addison-Wesley, 1996
124
125    Advanced Compiler Design and Implementation
126    Steven Muchnick
127    Morgan Kaufmann, 1997
128
129    Building an Optimizing Compiler
130    Robert Morgan
131    Digital Press, 1998
132
133    People wishing to speed up the code here should read:
134      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
135      B.G. Ryder, M.C. Paull
136      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
137
138      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
139      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
140      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
141
142    People wishing to do something different can find various possibilities
143    in the above papers and elsewhere.
144 */
145
146 #include "config.h"
147 #include "system.h"
148 #include "toplev.h"
149
150 #include "rtl.h"
151 #include "tm_p.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "hard-reg-set.h"
154 #include "flags.h"
155 #include "real.h"
156 #include "insn-config.h"
157 #include "recog.h"
158 #include "basic-block.h"
159 #include "output.h"
160 #include "function.h"
161 #include "expr.h" 
162 #include "except.h"
163 #include "ggc.h"
164 #include "params.h"
165
166 #include "obstack.h"
167 #define obstack_chunk_alloc gmalloc
168 #define obstack_chunk_free free
169
170 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
171    moving loop invariant calculations out of loops.
172
173    Originally this tended to create worse overall code, but several
174    improvements during the development of PRE seem to have made following
175    back edges generally a win.
176
177    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
178    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
179    out of loops.  At some point we might need to move some of those
180    heuristics into gcse.c.  */
181 #define FOLLOW_BACK_EDGES 1
182
183 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
184    are a superset of those done by GCSE.
185
186    We perform the following steps:
187
188    1) Compute basic block information.
189
190    2) Compute table of places where registers are set.
191
192    3) Perform copy/constant propagation.
193
194    4) Perform global cse.
195
196    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
197
198    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
199    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
200    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
201    GCSE will try to use an existing register containing the common
202    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
203    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
204
205    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
206    (set (pseudo-reg) (expression)).
207    Function want_to_gcse_p says what these are.
208
209    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
210    partially redundant).
211
212    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
213    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
214    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
215
216    **********************
217
218    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
219    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
220    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
221    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
222    the expense.
223
224    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
225    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
226    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
227    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
228
229    It was found doing copy propagation between each pass enables further
230    substitutions.
231
232    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
233    awhile to converge.  Hence we only perform one pass.  The parameter max-gcse-passes can
234    be modified if one wants to experiment.
235
236    **********************
237
238    The steps for PRE are:
239
240    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
241
242    2) Perform the data flow analysis for PRE.
243
244    3) Delete the redundant instructions
245
246    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
247       redundant instructions fully redundant.
248
249    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
250       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
251
252    The deletion is done first so that when we do insertions we
253    know which pseudo reg to use.
254
255    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
256    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
257    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
258
259    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
260    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
261    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
262    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
263    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
264    each register in each block and thus can try to use an existing register.
265
266    **********************
267
268    A fair bit of simplicity is created by creating small functions for simple
269    tasks, even when the function is only called in one place.  This may
270    measurably slow things down [or may not] by creating more function call
271    overhead than is necessary.  The source is laid out so that it's trivial
272    to make the affected functions inline so that one can measure what speed
273    up, if any, can be achieved, and maybe later when things settle things can
274    be rearranged.
275
276    Help stamp out big monolithic functions!  */
277 \f
278 /* GCSE global vars.  */
279
280 /* -dG dump file.  */
281 static FILE *gcse_file;
282
283 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
284    want to do this for two cases.
285
286     * If we changed any jumps via cprop.
287
288     * If we added any labels via edge splitting.  */
289
290 static int run_jump_opt_after_gcse;
291
292 /* Bitmaps are normally not included in debugging dumps.
293    However it's useful to be able to print them from GDB.
294    We could create special functions for this, but it's simpler to
295    just allow passing stderr to the dump_foo fns.  Since stderr can
296    be a macro, we store a copy here.  */
297 static FILE *debug_stderr;
298
299 /* An obstack for our working variables.  */
300 static struct obstack gcse_obstack;
301
302 /* Non-zero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
303    This is trivially true for integer and floating point values.
304    It may or may not be true for condition codes.  */
305 static char can_copy_p[(int) NUM_MACHINE_MODES];
306
307 /* Non-zero if can_copy_p has been initialized.  */
308 static int can_copy_init_p;
309
310 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
311
312 /* Hash table of expressions.  */
313
314 struct expr
315 {
316   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
317   rtx expr;
318   /* Index in the available expression bitmaps.  */
319   int bitmap_index;
320   /* Next entry with the same hash.  */
321   struct expr *next_same_hash;
322   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
323      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
324      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
325      to the occurrence and the output is not used between the start of
326      the block and the occurrence.  */
327   struct occr *antic_occr;
328   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
329      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
330      basic block and the operands are not modified by following statements in
331      the basic block [including this insn].  */
332   struct occr *avail_occr;
333   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
334      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
335      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
336   rtx reaching_reg;
337 };
338
339 /* Occurrence of an expression.
340    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
341    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
342
343 struct occr
344 {
345   /* Next occurrence of this expression.  */
346   struct occr *next;
347   /* The insn that computes the expression.  */
348   rtx insn;
349   /* Non-zero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
350   char deleted_p;
351   /* Non-zero if this [available] occurrence has been copied to
352      reaching_reg.  */
353   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
354      the same byte.  */
355   char copied_p;
356 };
357
358 /* Expression and copy propagation hash tables.
359    Each hash table is an array of buckets.
360    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
361    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
362    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
363    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
364    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
365    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
366
367 /* Total size of the expression hash table, in elements.  */
368 static unsigned int expr_hash_table_size;
369
370 /* The table itself.
371    This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
372 static struct expr **expr_hash_table;
373
374 /* Total size of the copy propagation hash table, in elements.  */
375 static unsigned int set_hash_table_size;
376
377 /* The table itself.
378    This is an array of `set_hash_table_size' elements.  */
379 static struct expr **set_hash_table;
380
381 /* Mapping of uids to cuids.
382    Only real insns get cuids.  */
383 static int *uid_cuid;
384
385 /* Highest UID in UID_CUID.  */
386 static int max_uid;
387
388 /* Get the cuid of an insn.  */
389 #ifdef ENABLE_CHECKING
390 #define INSN_CUID(INSN) (INSN_UID (INSN) > max_uid ? (abort (), 0) : uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
391 #else
392 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
393 #endif
394
395 /* Number of cuids.  */
396 static int max_cuid;
397
398 /* Mapping of cuids to insns.  */
399 static rtx *cuid_insn;
400
401 /* Get insn from cuid.  */
402 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
403
404 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
405    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
406    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
407 static unsigned int max_gcse_regno;
408
409 /* Maximum number of cse-able expressions found.  */
410 static int n_exprs;
411
412 /* Maximum number of assignments for copy propagation found.  */
413 static int n_sets;
414
415 /* Table of registers that are modified.
416
417    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
418    is set.
419
420    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
421    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
422    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
423
424    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
425    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
426    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
427    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
428    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
429    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
430    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
431    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
432    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
433    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
434    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
435    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
436    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
437
438 typedef struct reg_set
439 {
440   /* The next setting of this register.  */
441   struct reg_set *next;
442   /* The insn where it was set.  */
443   rtx insn;
444 } reg_set;
445
446 static reg_set **reg_set_table;
447
448 /* Size of `reg_set_table'.
449    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
450    necessary.  */
451 static int reg_set_table_size;
452
453 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
454 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
455
456 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
457    or store motion. 
458    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
459    anything except itself. (ie, loads and stores to a single location).
460    We can then allow movement of these MEM refs with a little special 
461    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
462    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
463    no side effects so we can re-issue the setter value.  
464    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
465    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
466
467 struct ls_expr
468 {
469   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
470   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
471   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
472   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
473   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
474   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
475   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
476   int hash_index;               /* Index when in a hash table.  */
477   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
478 };
479
480 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
481 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
482
483 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
484    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
485    the start of the basic block.  */
486 static regset reg_set_bitmap;
487
488 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
489    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
490    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
491    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
492    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
493 static sbitmap *reg_set_in_block;
494
495 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
496    memory within that block.  */
497 static rtx * modify_mem_list;
498 bitmap modify_mem_list_set;
499
500 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
501 static rtx * canon_modify_mem_list;
502 bitmap canon_modify_mem_list_set;
503 /* Various variables for statistics gathering.  */
504
505 /* Memory used in a pass.
506    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
507    to keep an eye on memory usage.  */
508 static int bytes_used;
509
510 /* GCSE substitutions made.  */
511 static int gcse_subst_count;
512 /* Number of copy instructions created.  */
513 static int gcse_create_count;
514 /* Number of constants propagated.  */
515 static int const_prop_count;
516 /* Number of copys propagated.  */
517 static int copy_prop_count;
518 \f
519 /* These variables are used by classic GCSE.
520    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
521    be declared sooner.  */
522
523 /* Each block has a bitmap of each type.
524    The length of each blocks bitmap is:
525
526        max_cuid  - for reaching definitions
527        n_exprs - for available expressions
528
529    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
530    rd_kill[block_num][cuid_num]
531    ae_kill[block_num][expr_num]                  */
532
533 /* For reaching defs */
534 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
535
536 /* for available exprs */
537 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
538
539 /* Objects of this type are passed around by the null-pointer check
540    removal routines.  */
541 struct null_pointer_info
542 {
543   /* The basic block being processed.  */
544   basic_block current_block;
545   /* The first register to be handled in this pass.  */
546   unsigned int min_reg;
547   /* One greater than the last register to be handled in this pass.  */
548   unsigned int max_reg;
549   sbitmap *nonnull_local;
550   sbitmap *nonnull_killed;
551 };
552 \f
553 static void compute_can_copy    PARAMS ((void));
554 static char *gmalloc            PARAMS ((unsigned int));
555 static char *grealloc           PARAMS ((char *, unsigned int));
556 static char *gcse_alloc         PARAMS ((unsigned long));
557 static void alloc_gcse_mem      PARAMS ((rtx));
558 static void free_gcse_mem       PARAMS ((void));
559 static void alloc_reg_set_mem   PARAMS ((int));
560 static void free_reg_set_mem    PARAMS ((void));
561 static int get_bitmap_width     PARAMS ((int, int, int));
562 static void record_one_set      PARAMS ((int, rtx));
563 static void record_set_info     PARAMS ((rtx, rtx, void *));
564 static void compute_sets        PARAMS ((rtx));
565 static void hash_scan_insn      PARAMS ((rtx, int, int));
566 static void hash_scan_set       PARAMS ((rtx, rtx, int));
567 static void hash_scan_clobber   PARAMS ((rtx, rtx));
568 static void hash_scan_call      PARAMS ((rtx, rtx));
569 static int want_to_gcse_p       PARAMS ((rtx));
570 static int oprs_unchanged_p     PARAMS ((rtx, rtx, int));
571 static int oprs_anticipatable_p PARAMS ((rtx, rtx));
572 static int oprs_available_p     PARAMS ((rtx, rtx));
573 static void insert_expr_in_table PARAMS ((rtx, enum machine_mode, rtx,
574                                           int, int));
575 static void insert_set_in_table PARAMS ((rtx, rtx));
576 static unsigned int hash_expr   PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *, int));
577 static unsigned int hash_expr_1 PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *));
578 static unsigned int hash_string_1 PARAMS ((const char *));
579 static unsigned int hash_set    PARAMS ((int, int));
580 static int expr_equiv_p         PARAMS ((rtx, rtx));
581 static void record_last_reg_set_info PARAMS ((rtx, int));
582 static void record_last_mem_set_info PARAMS ((rtx));
583 static void record_last_set_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
584 static void compute_hash_table  PARAMS ((int));
585 static void alloc_set_hash_table PARAMS ((int));
586 static void free_set_hash_table PARAMS ((void));
587 static void compute_set_hash_table PARAMS ((void));
588 static void alloc_expr_hash_table PARAMS ((unsigned int));
589 static void free_expr_hash_table PARAMS ((void));
590 static void compute_expr_hash_table PARAMS ((void));
591 static void dump_hash_table     PARAMS ((FILE *, const char *, struct expr **,
592                                          int, int));
593 static struct expr *lookup_expr PARAMS ((rtx));
594 static struct expr *lookup_set  PARAMS ((unsigned int, rtx));
595 static struct expr *next_set    PARAMS ((unsigned int, struct expr *));
596 static void reset_opr_set_tables PARAMS ((void));
597 static int oprs_not_set_p       PARAMS ((rtx, rtx));
598 static void mark_call           PARAMS ((rtx));
599 static void mark_set            PARAMS ((rtx, rtx));
600 static void mark_clobber        PARAMS ((rtx, rtx));
601 static void mark_oprs_set       PARAMS ((rtx));
602 static void alloc_cprop_mem     PARAMS ((int, int));
603 static void free_cprop_mem      PARAMS ((void));
604 static void compute_transp      PARAMS ((rtx, int, sbitmap *, int));
605 static void compute_transpout   PARAMS ((void));
606 static void compute_local_properties PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
607                                               int));
608 static void compute_cprop_data  PARAMS ((void));
609 static void find_used_regs      PARAMS ((rtx *, void *));
610 static int try_replace_reg      PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
611 static struct expr *find_avail_set PARAMS ((int, rtx));
612 static int cprop_jump           PARAMS ((basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx));
613 static void mems_conflict_for_gcse_p PARAMS ((rtx, rtx, void *));
614 static int load_killed_in_block_p    PARAMS ((basic_block, int, rtx, int));
615 static void canon_list_insert        PARAMS ((rtx, rtx, void *));
616 static int cprop_insn           PARAMS ((basic_block, rtx, int));
617 static int cprop                PARAMS ((int));
618 static int one_cprop_pass       PARAMS ((int, int));
619 static struct expr *find_bypass_set PARAMS ((int, int));
620 static int bypass_block             PARAMS ((basic_block, rtx, rtx));
621 static int bypass_conditional_jumps PARAMS ((void));
622 static void alloc_pre_mem       PARAMS ((int, int));
623 static void free_pre_mem        PARAMS ((void));
624 static void compute_pre_data    PARAMS ((void));
625 static int pre_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, struct expr *, 
626                                             basic_block));
627 static void insert_insn_end_bb  PARAMS ((struct expr *, basic_block, int));
628 static void pre_insert_copy_insn PARAMS ((struct expr *, rtx));
629 static void pre_insert_copies   PARAMS ((void));
630 static int pre_delete           PARAMS ((void));
631 static int pre_gcse             PARAMS ((void));
632 static int one_pre_gcse_pass    PARAMS ((int));
633 static void add_label_notes     PARAMS ((rtx, rtx));
634 static void alloc_code_hoist_mem PARAMS ((int, int));
635 static void free_code_hoist_mem PARAMS ((void));
636 static void compute_code_hoist_vbeinout PARAMS ((void));
637 static void compute_code_hoist_data PARAMS ((void));
638 static int hoist_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, int, basic_block, 
639                                               char *));
640 static void hoist_code          PARAMS ((void));
641 static int one_code_hoisting_pass PARAMS ((void));
642 static void alloc_rd_mem        PARAMS ((int, int));
643 static void free_rd_mem         PARAMS ((void));
644 static void handle_rd_kill_set  PARAMS ((rtx, int, basic_block));
645 static void compute_kill_rd     PARAMS ((void));
646 static void compute_rd          PARAMS ((void));
647 static void alloc_avail_expr_mem PARAMS ((int, int));
648 static void free_avail_expr_mem PARAMS ((void));
649 static void compute_ae_gen      PARAMS ((void));
650 static int expr_killed_p        PARAMS ((rtx, basic_block));
651 static void compute_ae_kill     PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *));
652 static int expr_reaches_here_p  PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
653                                          basic_block, int));
654 static rtx computing_insn       PARAMS ((struct expr *, rtx));
655 static int def_reaches_here_p   PARAMS ((rtx, rtx));
656 static int can_disregard_other_sets PARAMS ((struct reg_set **, rtx, int));
657 static int handle_avail_expr    PARAMS ((rtx, struct expr *));
658 static int classic_gcse         PARAMS ((void));
659 static int one_classic_gcse_pass PARAMS ((int));
660 static void invalidate_nonnull_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
661 static void delete_null_pointer_checks_1 PARAMS ((unsigned int *,
662                                                   sbitmap *, sbitmap *,
663                                                   struct null_pointer_info *));
664 static rtx process_insert_insn  PARAMS ((struct expr *));
665 static int pre_edge_insert      PARAMS ((struct edge_list *, struct expr **));
666 static int expr_reaches_here_p_work PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
667                                              basic_block, int, char *));
668 static int pre_expr_reaches_here_p_work PARAMS ((basic_block, struct expr *,
669                                                  basic_block, char *));
670 static struct ls_expr * ldst_entry      PARAMS ((rtx));
671 static void free_ldst_entry             PARAMS ((struct ls_expr *));
672 static void free_ldst_mems              PARAMS ((void));
673 static void print_ldst_list             PARAMS ((FILE *));
674 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst PARAMS ((rtx));
675 static int enumerate_ldsts              PARAMS ((void));
676 static inline struct ls_expr * first_ls_expr PARAMS ((void));
677 static inline struct ls_expr * next_ls_expr  PARAMS ((struct ls_expr *));
678 static int simple_mem                   PARAMS ((rtx));
679 static void invalidate_any_buried_refs  PARAMS ((rtx));
680 static void compute_ld_motion_mems      PARAMS ((void)); 
681 static void trim_ld_motion_mems         PARAMS ((void));
682 static void update_ld_motion_stores     PARAMS ((struct expr *));
683 static void reg_set_info                PARAMS ((rtx, rtx, void *));
684 static int store_ops_ok                 PARAMS ((rtx, basic_block));
685 static void find_moveable_store         PARAMS ((rtx));
686 static int compute_store_table          PARAMS ((void));
687 static int load_kills_store             PARAMS ((rtx, rtx));
688 static int find_loads                   PARAMS ((rtx, rtx));
689 static int store_killed_in_insn         PARAMS ((rtx, rtx));
690 static int store_killed_after           PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
691 static int store_killed_before          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
692 static void build_store_vectors         PARAMS ((void));
693 static void insert_insn_start_bb        PARAMS ((rtx, basic_block));
694 static int insert_store                 PARAMS ((struct ls_expr *, edge));
695 static void replace_store_insn          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
696 static void delete_store                PARAMS ((struct ls_expr *, 
697                                                  basic_block));
698 static void free_store_memory           PARAMS ((void));
699 static void store_motion                PARAMS ((void));
700 static void free_insn_expr_list_list    PARAMS ((rtx *));
701 static void clear_modify_mem_tables     PARAMS ((void));
702 static void free_modify_mem_tables      PARAMS ((void));
703 static rtx gcse_emit_move_after         PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
704 \f
705 /* Entry point for global common subexpression elimination.
706    F is the first instruction in the function.  */
707
708 int
709 gcse_main (f, file)
710      rtx f;
711      FILE *file;
712 {
713   int changed, pass;
714   /* Bytes used at start of pass.  */
715   int initial_bytes_used;
716   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
717   int max_pass_bytes;
718   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
719   char *gcse_obstack_bottom;
720
721   /* Insertion of instructions on edges can create new basic blocks; we
722      need the original basic block count so that we can properly deallocate
723      arrays sized on the number of basic blocks originally in the cfg.  */
724   int orig_bb_count;
725   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
726      setjmp, so just punt to be safe.  */
727   if (current_function_calls_setjmp)
728     return 0;
729    
730   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
731   run_jump_opt_after_gcse = 0;
732
733   /* For calling dump_foo fns from gdb.  */
734   debug_stderr = stderr;
735   gcse_file = file;
736
737   /* Identify the basic block information for this function, including
738      successors and predecessors.  */
739   max_gcse_regno = max_reg_num ();
740
741   if (file)
742     dump_flow_info (file);
743
744   orig_bb_count = n_basic_blocks;
745   /* Return if there's nothing to do.  */
746   if (n_basic_blocks <= 1)
747     return 0;
748
749   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
750      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
751      particularly useful.
752
753      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
754      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
755      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
756      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
757   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
758     {
759       if (warn_disabled_optimization)
760         warning ("GCSE disabled: %d > 1000 basic blocks and %d >= 20 edges/basic block",
761                  n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
762       return 0;
763     }
764
765   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
766      storage it's better just to disable the optimization.  */
767   if ((n_basic_blocks 
768        * SBITMAP_SET_SIZE (max_gcse_regno)
769        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
770     {
771       if (warn_disabled_optimization)
772         warning ("GCSE disabled: %d basic blocks and %d registers",
773                  n_basic_blocks, max_gcse_regno);
774
775       return 0;
776     }
777
778   /* See what modes support reg/reg copy operations.  */
779   if (! can_copy_init_p)
780     {
781       compute_can_copy ();
782       can_copy_init_p = 1;
783     }
784
785   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
786   bytes_used = 0;
787
788   /* We need alias.  */
789   init_alias_analysis ();
790   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
791      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
792      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
793      computation.
794
795      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
796      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
797      information about memory sets when we build the hash tables.  */
798
799   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
800   compute_sets (f);
801
802   pass = 0;
803   initial_bytes_used = bytes_used;
804   max_pass_bytes = 0;
805   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
806   changed = 1;
807   while (changed && pass < MAX_GCSE_PASSES)
808     {
809       changed = 0;
810       if (file)
811         fprintf (file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
812
813       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
814          and the reg_set_table data.  */
815       bytes_used = initial_bytes_used;
816
817       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
818       max_gcse_regno = max_reg_num ();
819
820       alloc_gcse_mem (f);
821
822       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
823          during this pass.  */
824       changed = one_cprop_pass (pass + 1, 0);
825
826       if (optimize_size)
827         changed |= one_classic_gcse_pass (pass + 1);
828       else
829         {
830           changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
831           /* We may have just created new basic blocks.  Release and
832              recompute various things which are sized on the number of
833              basic blocks.  */
834           if (changed)
835             {
836               free_modify_mem_tables ();
837               modify_mem_list
838                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
839               canon_modify_mem_list
840                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
841               memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
842               memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
843               orig_bb_count = n_basic_blocks;
844             }
845           free_reg_set_mem ();
846           alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
847           compute_sets (f);
848           run_jump_opt_after_gcse = 1;
849         }
850
851       if (max_pass_bytes < bytes_used)
852         max_pass_bytes = bytes_used;
853
854       /* Free up memory, then reallocate for code hoisting.  We can
855          not re-use the existing allocated memory because the tables
856          will not have info for the insns or registers created by
857          partial redundancy elimination.  */
858       free_gcse_mem ();
859
860       /* It does not make sense to run code hoisting unless we optimizing
861          for code size -- it rarely makes programs faster, and can make
862          them bigger if we did partial redundancy elimination (when optimizing
863          for space, we use a classic gcse algorithm instead of partial
864          redundancy algorithms).  */
865       if (optimize_size)
866         {
867           max_gcse_regno = max_reg_num ();
868           alloc_gcse_mem (f);
869           changed |= one_code_hoisting_pass ();
870           free_gcse_mem ();
871
872           if (max_pass_bytes < bytes_used)
873             max_pass_bytes = bytes_used;
874         }
875
876       if (file)
877         {
878           fprintf (file, "\n");
879           fflush (file);
880         }
881
882       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
883       pass++;
884     }
885
886   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
887      conditional jumps.  */
888
889   max_gcse_regno = max_reg_num ();
890   alloc_gcse_mem (f);
891   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
892   one_cprop_pass (pass + 1, 1);
893   free_gcse_mem ();
894
895   if (file)
896     {
897       fprintf (file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
898                current_function_name, n_basic_blocks);
899       fprintf (file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
900                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
901     }
902
903   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
904   free_reg_set_mem ();
905   /* We are finished with alias.  */
906   end_alias_analysis ();
907   allocate_reg_info (max_reg_num (), FALSE, FALSE);
908
909   /* Store motion disabled until it is fixed.  */
910   if (0 && !optimize_size && flag_gcse_sm)
911     store_motion ();
912   /* Record where pseudo-registers are set.  */
913   return run_jump_opt_after_gcse;
914 }
915 \f
916 /* Misc. utilities.  */
917
918 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
919
920 static void
921 compute_can_copy ()
922 {
923   int i;
924 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
925   rtx reg, insn;
926 #endif
927   memset (can_copy_p, 0, NUM_MACHINE_MODES);
928
929   start_sequence ();
930   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
931     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
932       {
933 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
934         can_copy_p[i] = 0;
935 #else
936         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
937         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
938         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
939           can_copy_p[i] = 1;
940 #endif
941       }
942     else
943       can_copy_p[i] = 1;
944
945   end_sequence ();
946 }
947 \f
948 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
949
950 static char *
951 gmalloc (size)
952      unsigned int size;
953 {
954   bytes_used += size;
955   return xmalloc (size);
956 }
957
958 /* Cover function to xrealloc.
959    We don't record the additional size since we don't know it.
960    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
961
962 static char *
963 grealloc (ptr, size)
964      char *ptr;
965      unsigned int size;
966 {
967   return xrealloc (ptr, size);
968 }
969
970 /* Cover function to obstack_alloc.
971    We don't need to record the bytes allocated here since
972    obstack_chunk_alloc is set to gmalloc.  */
973
974 static char *
975 gcse_alloc (size)
976      unsigned long size;
977 {
978   return (char *) obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
979 }
980
981 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
982    and reg/memory set tracking tables.
983
984    This is called at the start of each pass.  */
985
986 static void
987 alloc_gcse_mem (f)
988      rtx f;
989 {
990   int i, n;
991   rtx insn;
992
993   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
994      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
995      and only apply to real insns.  */
996
997   max_uid = get_max_uid ();
998   n = (max_uid + 1) * sizeof (int);
999   uid_cuid = (int *) gmalloc (n);
1000   memset ((char *) uid_cuid, 0, n);
1001   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1002     {
1003       if (INSN_P (insn))
1004         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
1005       else
1006         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
1007     }
1008
1009   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
1010
1011   max_cuid = i;
1012   n = (max_cuid + 1) * sizeof (rtx);
1013   cuid_insn = (rtx *) gmalloc (n);
1014   memset ((char *) cuid_insn, 0, n);
1015   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1016     if (INSN_P (insn))
1017       CUID_INSN (i++) = insn;
1018
1019   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
1020   reg_set_bitmap = BITMAP_XMALLOC ();
1021
1022   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
1023   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
1024                                                        max_gcse_regno);
1025   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
1026      basic block.  */
1027   modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1028   canon_modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1029   memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1030   memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1031   modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1032   canon_modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1033 }
1034
1035 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
1036
1037 static void
1038 free_gcse_mem ()
1039 {
1040   free (uid_cuid);
1041   free (cuid_insn);
1042
1043   BITMAP_XFREE (reg_set_bitmap);
1044
1045   sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
1046   free_modify_mem_tables ();
1047   BITMAP_XFREE (modify_mem_list_set);
1048   BITMAP_XFREE (canon_modify_mem_list_set);
1049 }
1050
1051 /* Many of the global optimization algorithms work by solving dataflow
1052    equations for various expressions.  Initially, some local value is
1053    computed for each expression in each block.  Then, the values across the
1054    various blocks are combined (by following flow graph edges) to arrive at
1055    global values.  Conceptually, each set of equations is independent.  We
1056    may therefore solve all the equations in parallel, solve them one at a
1057    time, or pick any intermediate approach.
1058
1059    When you're going to need N two-dimensional bitmaps, each X (say, the
1060    number of blocks) by Y (say, the number of expressions), call this
1061    function.  It's not important what X and Y represent; only that Y
1062    correspond to the things that can be done in parallel.  This function will
1063    return an appropriate chunking factor C; you should solve C sets of
1064    equations in parallel.  By going through this function, we can easily
1065    trade space against time; by solving fewer equations in parallel we use
1066    less space.  */
1067
1068 static int
1069 get_bitmap_width (n, x, y)
1070      int n;
1071      int x;
1072      int y;
1073 {
1074   /* It's not really worth figuring out *exactly* how much memory will
1075      be used by a particular choice.  The important thing is to get
1076      something approximately right.  */
1077   size_t max_bitmap_memory = 10 * 1024 * 1024;
1078
1079   /* The number of bytes we'd use for a single column of minimum
1080      width.  */
1081   size_t column_size = n * x * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE);
1082
1083   /* Often, it's reasonable just to solve all the equations in
1084      parallel.  */
1085   if (column_size * SBITMAP_SET_SIZE (y) <= max_bitmap_memory)
1086     return y;
1087
1088   /* Otherwise, pick the largest width we can, without going over the
1089      limit.  */
1090   return SBITMAP_ELT_BITS * ((max_bitmap_memory + column_size - 1)
1091                              / column_size);
1092 }
1093 \f
1094 /* Compute the local properties of each recorded expression.
1095
1096    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
1097    other blocks.
1098
1099    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
1100    in the block.
1101
1102    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
1103    at least once and expression would contain the same value if the
1104    computation was moved to the end of the block.
1105
1106    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
1107    least once and expression would contain the same value if the computation
1108    was moved to the beginning of the block.
1109
1110    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
1111    basically the same information and thus can easily share this code.
1112
1113    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
1114    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
1115    particular property.
1116
1117    SETP controls which hash table to look at.  If zero, this routine looks at
1118    the expr hash table; if nonzero this routine looks at the set hash table.
1119    Additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1120    ABSALTERED.  */
1121  
1122 static void
1123 compute_local_properties (transp, comp, antloc, setp)
1124      sbitmap *transp;
1125      sbitmap *comp;
1126      sbitmap *antloc;
1127      int setp;
1128 {
1129   unsigned int i, hash_table_size;
1130   struct expr **hash_table;
1131   
1132   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1133   if (transp)
1134     {
1135       if (setp)
1136         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
1137       else
1138         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
1139     }
1140
1141   if (comp)
1142     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
1143   if (antloc)
1144     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
1145
1146   /* We use the same code for cprop, pre and hoisting.  For cprop
1147      we care about the set hash table, for pre and hoisting we
1148      care about the expr hash table.  */
1149   hash_table_size = setp ? set_hash_table_size : expr_hash_table_size;
1150   hash_table = setp ? set_hash_table : expr_hash_table;
1151
1152   for (i = 0; i < hash_table_size; i++)
1153     {
1154       struct expr *expr;
1155
1156       for (expr = hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1157         {
1158           int indx = expr->bitmap_index;
1159           struct occr *occr;
1160
1161           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1162              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1163              then reset the bits for those that are.  */
1164           if (transp)
1165             compute_transp (expr->expr, indx, transp, setp);
1166
1167           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1168              we want to set to non-zero in ANTLOC.  */
1169           if (antloc)
1170             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1171               {
1172                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1173
1174                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1175                    initialize this.  */
1176                 occr->deleted_p = 0;
1177               }
1178
1179           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1180              we want to set to non-zero in COMP.  */
1181           if (comp)
1182             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1183               {
1184                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1185
1186                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1187                    initialize this.  */
1188                 occr->copied_p = 0;
1189               }
1190
1191           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1192              initialize this.  */
1193           expr->reaching_reg = 0;
1194         }
1195     }
1196 }
1197 \f
1198 /* Register set information.
1199
1200    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1201    modified.  */
1202
1203 static struct obstack reg_set_obstack;
1204
1205 static void
1206 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1207      int n_regs;
1208 {
1209   unsigned int n;
1210
1211   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1212   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1213   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1214   memset ((char *) reg_set_table, 0, n);
1215
1216   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1217 }
1218
1219 static void
1220 free_reg_set_mem ()
1221 {
1222   free (reg_set_table);
1223   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1224 }
1225
1226 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1227
1228 static void
1229 record_one_set (regno, insn)
1230      int regno;
1231      rtx insn;
1232 {
1233   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1234   struct reg_set *new_reg_info;
1235
1236   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1237   if (regno >= reg_set_table_size)
1238     {
1239       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1240
1241       reg_set_table
1242         = (struct reg_set **) grealloc ((char *) reg_set_table,
1243                                         new_size * sizeof (struct reg_set *));
1244       memset ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size), 0,
1245               (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1246       reg_set_table_size = new_size;
1247     }
1248
1249   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1250                                                    sizeof (struct reg_set));
1251   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1252   new_reg_info->insn = insn;
1253   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1254   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1255 }
1256
1257 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1258    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1259    occurring.  */
1260
1261 static void
1262 record_set_info (dest, setter, data)
1263      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1264      void *data;
1265 {
1266   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1267
1268   if (GET_CODE (dest) == REG && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1269     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1270 }
1271
1272 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1273
1274    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1275    `reg_set_table' for further documenation.  */
1276
1277 static void
1278 compute_sets (f)
1279      rtx f;
1280 {
1281   rtx insn;
1282
1283   for (insn = f; insn != 0; insn = NEXT_INSN (insn))
1284     if (INSN_P (insn))
1285       note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1286 }
1287 \f
1288 /* Hash table support.  */
1289
1290 /* For each register, the cuid of the first/last insn in the block
1291    that set it, or -1 if not set.  */
1292 #define NEVER_SET -1
1293
1294 struct reg_avail_info
1295 {
1296   basic_block last_bb;
1297   int first_set;
1298   int last_set;
1299 };
1300
1301 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1302 static basic_block current_bb;
1303
1304
1305 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1306    GCSE.  */
1307
1308 static int
1309 want_to_gcse_p (x)
1310      rtx x;
1311 {
1312   static rtx test_insn = 0;
1313   int num_clobbers = 0;
1314   int icode;
1315
1316   switch (GET_CODE (x))
1317     {
1318     case REG:
1319     case SUBREG:
1320     case CONST_INT:
1321     case CONST_DOUBLE:
1322     case CONST_VECTOR:
1323     case CALL:
1324       return 0;
1325
1326     default:
1327       break;
1328     }
1329
1330   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1331   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1332     return 1;
1333   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1334     return 0;
1335
1336   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1337      our test insn if we haven't already.  */
1338   if (test_insn == 0)
1339     {
1340       test_insn
1341         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1342                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1343                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1344                                       const0_rtx));
1345       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1346       ggc_add_rtx_root (&test_insn, 1);
1347     }
1348
1349   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1350      valid.  */
1351   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1352   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1353   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1354           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1355 }
1356
1357 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from the
1358    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1359    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1360
1361 static int
1362 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1363      rtx x, insn;
1364      int avail_p;
1365 {
1366   int i, j;
1367   enum rtx_code code;
1368   const char *fmt;
1369
1370   if (x == 0)
1371     return 1;
1372
1373   code = GET_CODE (x);
1374   switch (code)
1375     {
1376     case REG:
1377       {
1378         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1379
1380         if (info->last_bb != current_bb)
1381           return 1;
1382         if (avail_p)
1383           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1384         else
1385           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1386       }
1387
1388     case MEM:
1389       if (load_killed_in_block_p (current_bb, INSN_CUID (insn),
1390                                   x, avail_p))
1391         return 0;
1392       else
1393         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1394
1395     case PRE_DEC:
1396     case PRE_INC:
1397     case POST_DEC:
1398     case POST_INC:
1399     case PRE_MODIFY:
1400     case POST_MODIFY:
1401       return 0;
1402
1403     case PC:
1404     case CC0: /*FIXME*/
1405     case CONST:
1406     case CONST_INT:
1407     case CONST_DOUBLE:
1408     case CONST_VECTOR:
1409     case SYMBOL_REF:
1410     case LABEL_REF:
1411     case ADDR_VEC:
1412     case ADDR_DIFF_VEC:
1413       return 1;
1414
1415     default:
1416       break;
1417     }
1418
1419   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1420     {
1421       if (fmt[i] == 'e')
1422         {
1423           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1424              level, change it into iteration.  This function is called enough
1425              to be worth it.  */
1426           if (i == 0)
1427             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1428
1429           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1430             return 0;
1431         }
1432       else if (fmt[i] == 'E')
1433         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1434           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1435             return 0;
1436     }
1437
1438   return 1;
1439 }
1440
1441 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1442    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1443    conflict between two memory references.  */
1444 static int gcse_mems_conflict_p;
1445
1446 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1447    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1448    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1449    this memory load.  */
1450 static rtx gcse_mem_operand;
1451
1452 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1453    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1454    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1455
1456 static void
1457 mems_conflict_for_gcse_p (dest, setter, data)
1458      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1459      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1460 {
1461   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1462          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1463          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
1464          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1465     dest = XEXP (dest, 0);
1466
1467   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1468      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1469      elsewhere.  */
1470   if (GET_CODE (dest) != MEM)
1471     return;
1472
1473   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1474      don't mark as killed this time.  */ 
1475   
1476   if (dest == gcse_mem_operand && pre_ldst_mems != NULL)
1477     {
1478       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1479         gcse_mems_conflict_p = 1;
1480       return;
1481     }
1482
1483   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1484                        rtx_addr_varies_p))
1485     gcse_mems_conflict_p = 1;
1486 }
1487
1488 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1489    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1490    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1491    before UID_LIMIT.
1492
1493    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1494    AVAIL_P to 0.  */
1495
1496 static int
1497 load_killed_in_block_p (bb, uid_limit, x, avail_p)
1498      basic_block bb;
1499      int uid_limit;
1500      rtx x;
1501      int avail_p;
1502 {
1503   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1504   while (list_entry)
1505     {
1506       rtx setter;
1507       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1508       if ((avail_p
1509            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1510           || (! avail_p
1511               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1512         {
1513           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1514           continue;
1515         }
1516
1517       setter = XEXP (list_entry, 0);
1518
1519       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1520          to pure functions are never put on the list, so we need not
1521          worry about them.  */
1522       if (GET_CODE (setter) == CALL_INSN)
1523         return 1;
1524
1525       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1526          note_stores to examine each hunk of memory that is modified. 
1527
1528          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1529          communicate via global variables.  Yuk.  */
1530       gcse_mem_operand = x;
1531       gcse_mems_conflict_p = 0;
1532       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1533       if (gcse_mems_conflict_p)
1534         return 1;
1535       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1536     }
1537   return 0;
1538 }
1539
1540 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1541    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1542
1543 static int
1544 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1545      rtx x, insn;
1546 {
1547   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1548 }
1549
1550 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1551    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1552
1553 static int
1554 oprs_available_p (x, insn)
1555      rtx x, insn;
1556 {
1557   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1558 }
1559
1560 /* Hash expression X.
1561
1562    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1563    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1564    something we don't want to insert in the table.
1565
1566    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1567
1568 static unsigned int
1569 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1570      rtx x;
1571      enum machine_mode mode;
1572      int *do_not_record_p;
1573      int hash_table_size;
1574 {
1575   unsigned int hash;
1576
1577   *do_not_record_p = 0;
1578
1579   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1580   return hash % hash_table_size;
1581 }
1582
1583 /* Hash a string.  Just add its bytes up.  */
1584
1585 static inline unsigned
1586 hash_string_1 (ps)
1587      const char *ps;
1588 {
1589   unsigned hash = 0;
1590   const unsigned char *p = (const unsigned char *) ps;
1591   
1592   if (p)
1593     while (*p)
1594       hash += *p++;
1595
1596   return hash;
1597 }
1598
1599 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1600
1601 static unsigned int
1602 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1603      rtx x;
1604      enum machine_mode mode;
1605      int *do_not_record_p;
1606 {
1607   int i, j;
1608   unsigned hash = 0;
1609   enum rtx_code code;
1610   const char *fmt;
1611
1612   /* Used to turn recursion into iteration.  We can't rely on GCC's
1613      tail-recursion eliminatio since we need to keep accumulating values
1614      in HASH.  */
1615
1616   if (x == 0)
1617     return hash;
1618
1619  repeat:
1620   code = GET_CODE (x);
1621   switch (code)
1622     {
1623     case REG:
1624       hash += ((unsigned int) REG << 7) + REGNO (x);
1625       return hash;
1626
1627     case CONST_INT:
1628       hash += (((unsigned int) CONST_INT << 7) + (unsigned int) mode
1629                + (unsigned int) INTVAL (x));
1630       return hash;
1631
1632     case CONST_DOUBLE:
1633       /* This is like the general case, except that it only counts
1634          the integers representing the constant.  */
1635       hash += (unsigned int) code + (unsigned int) GET_MODE (x);
1636       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1637         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1638           hash += (unsigned int) XWINT (x, i);
1639       else
1640         hash += ((unsigned int) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1641                  + (unsigned int) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1642       return hash;
1643
1644     case CONST_VECTOR:
1645       {
1646         int units;
1647         rtx elt;
1648
1649         units = CONST_VECTOR_NUNITS (x);
1650
1651         for (i = 0; i < units; ++i)
1652           {
1653             elt = CONST_VECTOR_ELT (x, i);
1654             hash += hash_expr_1 (elt, GET_MODE (elt), do_not_record_p);
1655           }
1656
1657         return hash;
1658       }
1659
1660       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1661     case LABEL_REF:
1662       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1663          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1664       hash += (((unsigned int) LABEL_REF << 7)
1665                + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0)));
1666       return hash;
1667
1668     case SYMBOL_REF:
1669       {
1670         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1671            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1672            different orders and thus different registers to be used in the
1673            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1674            between various stages.  */
1675         unsigned int h = 0;
1676         const unsigned char *p = (const unsigned char *) XSTR (x, 0);
1677
1678         while (*p)
1679           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1680
1681         hash += ((unsigned int) SYMBOL_REF << 7) + h;
1682         return hash;
1683       }
1684
1685     case MEM:
1686       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1687         {
1688           *do_not_record_p = 1;
1689           return 0;
1690         }
1691
1692       hash += (unsigned int) MEM;
1693       /* We used alias set for hashing, but this is not good, since the alias
1694          set may differ in -fprofile-arcs and -fbranch-probabilities compilation
1695          causing the profiles to fail to match.  */
1696       x = XEXP (x, 0);
1697       goto repeat;
1698
1699     case PRE_DEC:
1700     case PRE_INC:
1701     case POST_DEC:
1702     case POST_INC:
1703     case PC:
1704     case CC0:
1705     case CALL:
1706     case UNSPEC_VOLATILE:
1707       *do_not_record_p = 1;
1708       return 0;
1709
1710     case ASM_OPERANDS:
1711       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1712         {
1713           *do_not_record_p = 1;
1714           return 0;
1715         }
1716       else
1717         {
1718           /* We don't want to take the filename and line into account.  */
1719           hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x)
1720             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x))
1721             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x))
1722             + (unsigned) ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x);
1723
1724           if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1725             {
1726               for (i = 1; i < ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x); i++)
1727                 {
1728                   hash += (hash_expr_1 (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1729                                         GET_MODE (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i)),
1730                                         do_not_record_p)
1731                            + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT
1732                                             (x, i)));
1733                 }
1734
1735               hash += hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, 0));
1736               x = ASM_OPERANDS_INPUT (x, 0);
1737               mode = GET_MODE (x);
1738               goto repeat;
1739             }
1740           return hash;
1741         }
1742
1743     default:
1744       break;
1745     }
1746
1747   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1748   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1749     {
1750       if (fmt[i] == 'e')
1751         {
1752           /* If we are about to do the last recursive call
1753              needed at this level, change it into iteration.
1754              This function is called enough to be worth it.  */
1755           if (i == 0)
1756             {
1757               x = XEXP (x, i);
1758               goto repeat;
1759             }
1760
1761           hash += hash_expr_1 (XEXP (x, i), 0, do_not_record_p);
1762           if (*do_not_record_p)
1763             return 0;
1764         }
1765
1766       else if (fmt[i] == 'E')
1767         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1768           {
1769             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1770             if (*do_not_record_p)
1771               return 0;
1772           }
1773
1774       else if (fmt[i] == 's')
1775         hash += hash_string_1 (XSTR (x, i));
1776       else if (fmt[i] == 'i')
1777         hash += (unsigned int) XINT (x, i);
1778       else
1779         abort ();
1780     }
1781
1782   return hash;
1783 }
1784
1785 /* Hash a set of register REGNO.
1786
1787    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1788    propagation code.
1789
1790    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1791
1792 static unsigned int
1793 hash_set (regno, hash_table_size)
1794      int regno;
1795      int hash_table_size;
1796 {
1797   unsigned int hash;
1798
1799   hash = regno;
1800   return hash % hash_table_size;
1801 }
1802
1803 /* Return non-zero if exp1 is equivalent to exp2.
1804    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1805
1806 static int
1807 expr_equiv_p (x, y)
1808      rtx x, y;
1809 {
1810   int i, j;
1811   enum rtx_code code;
1812   const char *fmt;
1813
1814   if (x == y)
1815     return 1;
1816
1817   if (x == 0 || y == 0)
1818     return x == y;
1819
1820   code = GET_CODE (x);
1821   if (code != GET_CODE (y))
1822     return 0;
1823
1824   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1825   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1826     return 0;
1827
1828   switch (code)
1829     {
1830     case PC:
1831     case CC0:
1832       return x == y;
1833
1834     case CONST_INT:
1835       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1836
1837     case LABEL_REF:
1838       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1839
1840     case SYMBOL_REF:
1841       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1842
1843     case REG:
1844       return REGNO (x) == REGNO (y);
1845
1846     case MEM:
1847       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1848          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1849          due to it being set with the different alias set.  */
1850       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1851         return 0;
1852       break;
1853
1854     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1855     case PLUS:
1856     case MULT:
1857     case AND:
1858     case IOR:
1859     case XOR:
1860     case NE:
1861     case EQ:
1862       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1863                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1864               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1865                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1866
1867     case ASM_OPERANDS:
1868       /* We don't use the generic code below because we want to
1869          disregard filename and line numbers.  */
1870
1871       /* A volatile asm isn't equivalent to any other.  */
1872       if (MEM_VOLATILE_P (x) || MEM_VOLATILE_P (y))
1873         return 0;
1874
1875       if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y)
1876           || strcmp (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x), ASM_OPERANDS_TEMPLATE (y))
1877           || strcmp (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x),
1878                      ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (y))
1879           || ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x) != ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (y)
1880           || ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) != ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (y))
1881         return 0;
1882
1883       if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1884         {
1885           for (i = ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) - 1; i >= 0; i--)
1886             if (! expr_equiv_p (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1887                                 ASM_OPERANDS_INPUT (y, i))
1888                 || strcmp (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, i),
1889                            ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (y, i)))
1890               return 0;
1891         }
1892
1893       return 1;
1894
1895     default:
1896       break;
1897     }
1898
1899   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1900      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1901
1902   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1903   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1904     {
1905       switch (fmt[i])
1906         {
1907         case 'e':
1908           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1909             return 0;
1910           break;
1911
1912         case 'E':
1913           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1914             return 0;
1915           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1916             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1917               return 0;
1918           break;
1919
1920         case 's':
1921           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1922             return 0;
1923           break;
1924
1925         case 'i':
1926           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1927             return 0;
1928           break;
1929
1930         case 'w':
1931           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1932             return 0;
1933         break;
1934
1935         case '0':
1936           break;
1937
1938         default:
1939           abort ();
1940         }
1941     }
1942
1943   return 1;
1944 }
1945
1946 /* Insert expression X in INSN in the hash table.
1947    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1948    basic block.
1949
1950    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1951    It is only used if X is a CONST_INT.
1952
1953    ANTIC_P is non-zero if X is an anticipatable expression.
1954    AVAIL_P is non-zero if X is an available expression.  */
1955
1956 static void
1957 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p)
1958      rtx x;
1959      enum machine_mode mode;
1960      rtx insn;
1961      int antic_p, avail_p;
1962 {
1963   int found, do_not_record_p;
1964   unsigned int hash;
1965   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1966   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1967   struct occr *last_occr = NULL;
1968
1969   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, expr_hash_table_size);
1970
1971   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1972      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1973      to or can't handle.  */
1974   if (do_not_record_p)
1975     return;
1976
1977   cur_expr = expr_hash_table[hash];
1978   found = 0;
1979
1980   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1981     {
1982       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1983          the list.  */
1984       last_expr = cur_expr;
1985       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1986     }
1987
1988   if (! found)
1989     {
1990       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1991       bytes_used += sizeof (struct expr);
1992       if (expr_hash_table[hash] == NULL)
1993         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1994         expr_hash_table[hash] = cur_expr;
1995       else
1996         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1997         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1998
1999       /* Set the fields of the expr element.  */ 
2000       cur_expr->expr = x;
2001       cur_expr->bitmap_index = n_exprs++;
2002       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2003       cur_expr->antic_occr = NULL;
2004       cur_expr->avail_occr = NULL;
2005     }
2006
2007   /* Now record the occurrence(s).  */
2008   if (antic_p)
2009     {
2010       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
2011
2012       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2013       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2014         {
2015           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2016              the list.  */
2017           last_occr = antic_occr;
2018           antic_occr = antic_occr->next;
2019         }
2020
2021       if (antic_occr)
2022         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2023            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
2024            block and the block is scanned from start to end.  */
2025         ; /* nothing to do */
2026       else
2027         {
2028           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2029           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2030           bytes_used += sizeof (struct occr);
2031           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2032           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
2033             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
2034           else
2035             last_occr->next = antic_occr;
2036
2037           antic_occr->insn = insn;
2038           antic_occr->next = NULL;
2039         }
2040     }
2041
2042   if (avail_p)
2043     {
2044       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
2045
2046       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2047       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2048         {
2049           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2050              the list.  */
2051           last_occr = avail_occr;
2052           avail_occr = avail_occr->next;
2053         }
2054
2055       if (avail_occr)
2056         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2057            Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
2058            the last one in the block and the block is scanned from start
2059            to end.  */
2060         avail_occr->insn = insn;
2061       else
2062         {
2063           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2064           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2065           bytes_used += sizeof (struct occr);
2066
2067           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2068           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2069             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
2070           else
2071             last_occr->next = avail_occr;
2072
2073           avail_occr->insn = insn;
2074           avail_occr->next = NULL;
2075         }
2076     }
2077 }
2078
2079 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
2080    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
2081    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
2082    basic block.  */
2083
2084 static void
2085 insert_set_in_table (x, insn)
2086      rtx x;
2087      rtx insn;
2088 {
2089   int found;
2090   unsigned int hash;
2091   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
2092   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
2093
2094   if (GET_CODE (x) != SET
2095       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2096     abort ();
2097
2098   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), set_hash_table_size);
2099
2100   cur_expr = set_hash_table[hash];
2101   found = 0;
2102
2103   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
2104     {
2105       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
2106          the list.  */
2107       last_expr = cur_expr;
2108       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
2109     }
2110
2111   if (! found)
2112     {
2113       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
2114       bytes_used += sizeof (struct expr);
2115       if (set_hash_table[hash] == NULL)
2116         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
2117         set_hash_table[hash] = cur_expr;
2118       else
2119         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
2120         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
2121
2122       /* Set the fields of the expr element.
2123          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
2124          performed on its operands.  */
2125       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
2126       cur_expr->bitmap_index = n_sets++;
2127       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2128       cur_expr->antic_occr = NULL;
2129       cur_expr->avail_occr = NULL;
2130     }
2131
2132   /* Now record the occurrence.  */
2133   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
2134
2135   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2136   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2137     {
2138       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2139          the list.  */
2140       last_occr = cur_occr;
2141       cur_occr = cur_occr->next;
2142     }
2143
2144   if (cur_occr)
2145     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2146        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want the
2147        last one in the block and the block is scanned from start to end.  */
2148     cur_occr->insn = insn;
2149   else
2150     {
2151       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2152       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2153       bytes_used += sizeof (struct occr);
2154
2155       /* First occurrence of this expression in any block?  */
2156       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2157         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
2158       else
2159         last_occr->next = cur_occr;
2160
2161       cur_occr->insn = insn;
2162       cur_occr->next = NULL;
2163     }
2164 }
2165
2166 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash table.  If SET_P is
2167    non-zero, this is for the assignment hash table, otherwise it is for the
2168    expression hash table.  */
2169
2170 static void
2171 hash_scan_set (pat, insn, set_p)
2172      rtx pat, insn;
2173      int set_p;
2174 {
2175   rtx src = SET_SRC (pat);
2176   rtx dest = SET_DEST (pat);
2177   rtx note;
2178
2179   if (GET_CODE (src) == CALL)
2180     hash_scan_call (src, insn);
2181
2182   else if (GET_CODE (dest) == REG)
2183     {
2184       unsigned int regno = REGNO (dest);
2185       rtx tmp;
2186
2187       /* If this is a single set and we are doing constant propagation,
2188          see if a REG_NOTE shows this equivalent to a constant.  */
2189       if (set_p && (note = find_reg_equal_equiv_note (insn)) != 0
2190           && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
2191         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
2192
2193       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
2194       if (! set_p
2195           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2196           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
2197           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2198           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
2199              do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
2200              for now.  */
2201           && !find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
2202           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
2203           && want_to_gcse_p (src)
2204           /* Don't CSE a nop.  */
2205           && ! set_noop_p (pat)
2206           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
2207              At this point this only function parameters should have
2208              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2209              explicitly, it means address of parameter has been taken,
2210              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2211           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
2212               || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
2213         {
2214           /* An expression is not anticipatable if its operands are
2215              modified before this insn or if this is not the only SET in
2216              this insn.  */
2217           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn) && single_set (insn);
2218           /* An expression is not available if its operands are
2219              subsequently modified, including this insn.  It's also not
2220              available if this is a branch, because we can't insert
2221              a set after the branch.  */
2222           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
2223                          && ! JUMP_P (insn));
2224
2225           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p);
2226         }
2227
2228       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
2229       else if (set_p
2230                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2231                && ((GET_CODE (src) == REG
2232                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2233                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2234                     && REGNO (src) != regno)
2235                    || CONSTANT_P (src))
2236                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
2237                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
2238                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
2239                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
2240                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
2241                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
2242         insert_set_in_table (pat, insn);
2243     }
2244 }
2245
2246 static void
2247 hash_scan_clobber (x, insn)
2248      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2249 {
2250   /* Currently nothing to do.  */
2251 }
2252
2253 static void
2254 hash_scan_call (x, insn)
2255      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2256 {
2257   /* Currently nothing to do.  */
2258 }
2259
2260 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
2261
2262    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
2263
2264    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
2265    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
2266    are also in the PARALLEL.  Later.
2267
2268    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
2269    otherwise it is for the expression hash table.
2270    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
2271    not record any expressions.  */
2272
2273 static void
2274 hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block)
2275      rtx insn;
2276      int set_p;
2277      int in_libcall_block;
2278 {
2279   rtx pat = PATTERN (insn);
2280   int i;
2281
2282   if (in_libcall_block)
2283     return;
2284
2285   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
2286      what's been modified.  */
2287
2288   if (GET_CODE (pat) == SET)
2289     hash_scan_set (pat, insn, set_p);
2290   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2291     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2292       {
2293         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2294
2295         if (GET_CODE (x) == SET)
2296           hash_scan_set (x, insn, set_p);
2297         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2298           hash_scan_clobber (x, insn);
2299         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2300           hash_scan_call (x, insn);
2301       }
2302
2303   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2304     hash_scan_clobber (pat, insn);
2305   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2306     hash_scan_call (pat, insn);
2307 }
2308
2309 static void
2310 dump_hash_table (file, name, table, table_size, total_size)
2311      FILE *file;
2312      const char *name;
2313      struct expr **table;
2314      int table_size, total_size;
2315 {
2316   int i;
2317   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
2318   struct expr **flat_table;
2319   unsigned int *hash_val;
2320   struct expr *expr;
2321
2322   flat_table 
2323     = (struct expr **) xcalloc (total_size, sizeof (struct expr *));
2324   hash_val = (unsigned int *) xmalloc (total_size * sizeof (unsigned int));
2325
2326   for (i = 0; i < table_size; i++)
2327     for (expr = table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2328       {
2329         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
2330         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
2331       }
2332
2333   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
2334            name, table_size, total_size);
2335
2336   for (i = 0; i < total_size; i++)
2337     if (flat_table[i] != 0)
2338       {
2339         expr = flat_table[i];
2340         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
2341                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
2342         print_rtl (file, expr->expr);
2343         fprintf (file, "\n");
2344       }
2345
2346   fprintf (file, "\n");
2347
2348   free (flat_table);
2349   free (hash_val);
2350 }
2351
2352 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
2353
2354    first_set records the first place in the block where the register
2355    is set and is used to compute "anticipatability".
2356
2357    last_set records the last place in the block where the register
2358    is set and is used to compute "availability".
2359
2360    last_bb records the block for which first_set and last_set are
2361    valid, as a quick test to invalidate them.
2362
2363    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
2364    and is used to compute "transparency".  */
2365
2366 static void
2367 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2368      rtx insn;
2369      int regno;
2370 {
2371   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
2372   int cuid = INSN_CUID (insn);
2373
2374   info->last_set = cuid;
2375   if (info->last_bb != current_bb)
2376     {
2377       info->last_bb = current_bb;
2378       info->first_set = cuid;
2379       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb->index], regno);
2380     }
2381 }
2382
2383
2384 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
2385    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
2386    taken off pairwise.  */
2387
2388 static void 
2389 canon_list_insert (dest, unused1, v_insn)
2390      rtx    dest ATTRIBUTE_UNUSED;
2391      rtx    unused1 ATTRIBUTE_UNUSED;
2392      void * v_insn;
2393 {
2394   rtx dest_addr, insn;
2395   int bb;
2396
2397   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2398       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2399       || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2400       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2401     dest = XEXP (dest, 0);
2402
2403   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
2404      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
2405      elsewhere.  */
2406
2407   if (GET_CODE (dest) != MEM)
2408     return;
2409
2410   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
2411   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
2412   insn = (rtx) v_insn;  
2413   bb = BLOCK_NUM (insn);
2414
2415   canon_modify_mem_list[bb] = 
2416     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
2417   canon_modify_mem_list[bb] = 
2418     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
2419   bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2420 }
2421
2422 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
2423    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
2424    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
2425
2426 static void
2427 record_last_mem_set_info (insn)
2428      rtx insn;
2429 {
2430   int bb = BLOCK_NUM (insn);
2431
2432   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
2433      everything.  */
2434   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
2435   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
2436
2437   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2438     {
2439       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
2440          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
2441          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
2442       canon_modify_mem_list[bb] = 
2443         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
2444       bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2445     }
2446   else
2447     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
2448 }
2449
2450 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2451    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2452    the SET is taking place.  */
2453
2454 static void
2455 record_last_set_info (dest, setter, data)
2456      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2457      void *data;
2458 {
2459   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2460
2461   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2462     dest = SUBREG_REG (dest);
2463
2464   if (GET_CODE (dest) == REG)
2465     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2466   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2467            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2468            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2469     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2470 }
2471
2472 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2473
2474    Expression entries are placed in the hash table if
2475    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2476    - src is something we want to perform GCSE on,
2477    - none of the operands are subsequently modified in the block
2478
2479    Assignment entries are placed in the hash table if
2480    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2481    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2482    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2483
2484    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2485
2486    F is the first insn.
2487    SET_P is non-zero for computing the assignment hash table.  */
2488
2489 static void
2490 compute_hash_table (set_p)
2491      int set_p;
2492 {
2493   unsigned int i;
2494
2495   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2496      registers are set in which blocks.
2497      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2498      compute.  Later.  */
2499   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
2500
2501   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2502   clear_modify_mem_tables ();
2503   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2504   reg_avail_info = (struct reg_avail_info*)
2505     gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2506
2507   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2508     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
2509
2510   FOR_EACH_BB (current_bb)
2511     {
2512       rtx insn;
2513       unsigned int regno;
2514       int in_libcall_block;
2515
2516       /* First pass over the instructions records information used to
2517          determine when registers and memory are first and last set.
2518          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2519          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2520
2521       for (insn = current_bb->head;
2522            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2523            insn = NEXT_INSN (insn))
2524         {
2525           if (! INSN_P (insn))
2526             continue;
2527
2528           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2529             {
2530               bool clobbers_all = false;
2531 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
2532               if (NON_SAVING_SETJMP
2533                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
2534                 clobbers_all = true;
2535 #endif
2536
2537               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2538                 if (clobbers_all
2539                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2540                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2541
2542               mark_call (insn);
2543             }
2544
2545           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2546         }
2547
2548       /* The next pass builds the hash table.  */
2549
2550       for (insn = current_bb->head, in_libcall_block = 0;
2551            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2552            insn = NEXT_INSN (insn))
2553         if (INSN_P (insn))
2554           {
2555             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2556               in_libcall_block = 1;
2557             else if (set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2558               in_libcall_block = 0;
2559             hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block);
2560             if (!set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2561               in_libcall_block = 0;
2562           }
2563     }
2564
2565   free (reg_avail_info);
2566   reg_avail_info = NULL;
2567 }
2568
2569 /* Allocate space for the set hash table.
2570    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2571    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2572
2573 static void
2574 alloc_set_hash_table (n_insns)
2575      int n_insns;
2576 {
2577   int n;
2578
2579   set_hash_table_size = n_insns / 4;
2580   if (set_hash_table_size < 11)
2581     set_hash_table_size = 11;
2582
2583   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2584      Making it an odd number is simplest for now.
2585      ??? Later take some measurements.  */
2586   set_hash_table_size |= 1;
2587   n = set_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2588   set_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2589 }
2590
2591 /* Free things allocated by alloc_set_hash_table.  */
2592
2593 static void
2594 free_set_hash_table ()
2595 {
2596   free (set_hash_table);
2597 }
2598
2599 /* Compute the hash table for doing copy/const propagation.  */
2600
2601 static void
2602 compute_set_hash_table ()
2603 {
2604   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2605   n_sets = 0;
2606   memset ((char *) set_hash_table, 0,
2607           set_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2608
2609   compute_hash_table (1);
2610 }
2611
2612 /* Allocate space for the expression hash table.
2613    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2614    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2615
2616 static void
2617 alloc_expr_hash_table (n_insns)
2618      unsigned int n_insns;
2619 {
2620   int n;
2621
2622   expr_hash_table_size = n_insns / 2;
2623   /* Make sure the amount is usable.  */
2624   if (expr_hash_table_size < 11)
2625     expr_hash_table_size = 11;
2626
2627   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2628      Making it an odd number is simplest for now.
2629      ??? Later take some measurements.  */
2630   expr_hash_table_size |= 1;
2631   n = expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2632   expr_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2633 }
2634
2635 /* Free things allocated by alloc_expr_hash_table.  */
2636
2637 static void
2638 free_expr_hash_table ()
2639 {
2640   free (expr_hash_table);
2641 }
2642
2643 /* Compute the hash table for doing GCSE.  */
2644
2645 static void
2646 compute_expr_hash_table ()
2647 {
2648   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2649   n_exprs = 0;
2650   memset ((char *) expr_hash_table, 0,
2651           expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2652
2653   compute_hash_table (0);
2654 }
2655 \f
2656 /* Expression tracking support.  */
2657
2658 /* Lookup pattern PAT in the expression table.
2659    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2660
2661 static struct expr *
2662 lookup_expr (pat)
2663      rtx pat;
2664 {
2665   int do_not_record_p;
2666   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2667                                  expr_hash_table_size);
2668   struct expr *expr;
2669
2670   if (do_not_record_p)
2671     return NULL;
2672
2673   expr = expr_hash_table[hash];
2674
2675   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2676     expr = expr->next_same_hash;
2677
2678   return expr;
2679 }
2680
2681 /* Lookup REGNO in the set table.  If PAT is non-NULL look for the entry that
2682    matches it, otherwise return the first entry for REGNO.  The result is a
2683    pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2684
2685 static struct expr *
2686 lookup_set (regno, pat)
2687      unsigned int regno;
2688      rtx pat;
2689 {
2690   unsigned int hash = hash_set (regno, set_hash_table_size);
2691   struct expr *expr;
2692
2693   expr = set_hash_table[hash];
2694
2695   if (pat)
2696     {
2697       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2698         expr = expr->next_same_hash;
2699     }
2700   else
2701     {
2702       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2703         expr = expr->next_same_hash;
2704     }
2705
2706   return expr;
2707 }
2708
2709 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2710
2711 static struct expr *
2712 next_set (regno, expr)
2713      unsigned int regno;
2714      struct expr *expr;
2715 {
2716   do
2717     expr = expr->next_same_hash;
2718   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2719
2720   return expr;
2721 }
2722
2723 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
2724    types may be mixed.  */
2725
2726 static void
2727 free_insn_expr_list_list (listp)
2728      rtx *listp;
2729 {
2730   rtx list, next;
2731
2732   for (list = *listp; list ; list = next)
2733     {
2734       next = XEXP (list, 1);
2735       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
2736         free_EXPR_LIST_node (list);
2737       else
2738         free_INSN_LIST_node (list);
2739     }
2740
2741   *listp = NULL;
2742 }
2743
2744 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
2745 static void
2746 clear_modify_mem_tables ()
2747 {
2748   int i;
2749
2750   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2751     (modify_mem_list_set, 0, i, free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i));
2752   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
2753
2754   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2755     (canon_modify_mem_list_set, 0, i,
2756      free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i));
2757   bitmap_clear (canon_modify_mem_list_set);
2758 }
2759
2760 /* Release memory used by modify_mem_list_set and canon_modify_mem_list_set.  */
2761
2762 static void
2763 free_modify_mem_tables ()
2764 {
2765   clear_modify_mem_tables ();
2766   free (modify_mem_list);
2767   free (canon_modify_mem_list);
2768   modify_mem_list = 0;
2769   canon_modify_mem_list = 0;
2770 }
2771
2772 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2773    start of the block].  */
2774
2775 static void
2776 reset_opr_set_tables ()
2777 {
2778   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2779      the block.  */
2780   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
2781
2782   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2783      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2784      location has been modified.  */
2785   clear_modify_mem_tables ();
2786 }
2787
2788 /* Return non-zero if the operands of X are not set before INSN in
2789    INSN's basic block.  */
2790
2791 static int
2792 oprs_not_set_p (x, insn)
2793      rtx x, insn;
2794 {
2795   int i, j;
2796   enum rtx_code code;
2797   const char *fmt;
2798
2799   if (x == 0)
2800     return 1;
2801
2802   code = GET_CODE (x);
2803   switch (code)
2804     {
2805     case PC:
2806     case CC0:
2807     case CONST:
2808     case CONST_INT:
2809     case CONST_DOUBLE:
2810     case CONST_VECTOR:
2811     case SYMBOL_REF:
2812     case LABEL_REF:
2813     case ADDR_VEC:
2814     case ADDR_DIFF_VEC:
2815       return 1;
2816
2817     case MEM:
2818       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn), 
2819                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2820         return 0;
2821       else
2822         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2823
2824     case REG:
2825       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2826
2827     default:
2828       break;
2829     }
2830
2831   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2832     {
2833       if (fmt[i] == 'e')
2834         {
2835           /* If we are about to do the last recursive call
2836              needed at this level, change it into iteration.
2837              This function is called enough to be worth it.  */
2838           if (i == 0)
2839             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2840
2841           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2842             return 0;
2843         }
2844       else if (fmt[i] == 'E')
2845         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2846           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2847             return 0;
2848     }
2849
2850   return 1;
2851 }
2852
2853 /* Mark things set by a CALL.  */
2854
2855 static void
2856 mark_call (insn)
2857      rtx insn;
2858 {
2859   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2860     record_last_mem_set_info (insn);
2861 }
2862
2863 /* Mark things set by a SET.  */
2864
2865 static void
2866 mark_set (pat, insn)
2867      rtx pat, insn;
2868 {
2869   rtx dest = SET_DEST (pat);
2870
2871   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2872          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2873          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2874          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2875     dest = XEXP (dest, 0);
2876
2877   if (GET_CODE (dest) == REG)
2878     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2879   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2880     record_last_mem_set_info (insn);
2881
2882   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2883     mark_call (insn);
2884 }
2885
2886 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2887
2888 static void
2889 mark_clobber (pat, insn)
2890      rtx pat, insn;
2891 {
2892   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2893
2894   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2895     clob = XEXP (clob, 0);
2896
2897   if (GET_CODE (clob) == REG)
2898     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2899   else
2900     record_last_mem_set_info (insn);
2901 }
2902
2903 /* Record things set by INSN.
2904    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2905
2906 static void
2907 mark_oprs_set (insn)
2908      rtx insn;
2909 {
2910   rtx pat = PATTERN (insn);
2911   int i;
2912
2913   if (GET_CODE (pat) == SET)
2914     mark_set (pat, insn);
2915   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2916     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2917       {
2918         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2919
2920         if (GET_CODE (x) == SET)
2921           mark_set (x, insn);
2922         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2923           mark_clobber (x, insn);
2924         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2925           mark_call (insn);
2926       }
2927
2928   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2929     mark_clobber (pat, insn);
2930   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2931     mark_call (insn);
2932 }
2933
2934 \f
2935 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2936
2937 /* Allocate reaching def variables.  */
2938
2939 static void
2940 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2941      int n_blocks, n_insns;
2942 {
2943   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2944   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_blocks);
2945
2946   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2947   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_blocks);
2948
2949   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2950   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_blocks);
2951
2952   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2953   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_blocks);
2954 }
2955
2956 /* Free reaching def variables.  */
2957
2958 static void
2959 free_rd_mem ()
2960 {
2961   sbitmap_vector_free (rd_kill);
2962   sbitmap_vector_free (rd_gen);
2963   sbitmap_vector_free (reaching_defs);
2964   sbitmap_vector_free (rd_out);
2965 }
2966
2967 /* Add INSN to the kills of BB.  REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2968
2969 static void
2970 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2971      rtx insn;
2972      int regno;
2973      basic_block bb;
2974 {
2975   struct reg_set *this_reg;
2976
2977   for (this_reg = reg_set_table[regno]; this_reg; this_reg = this_reg ->next)
2978     if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2979       SET_BIT (rd_kill[bb->index], INSN_CUID (this_reg->insn));
2980 }
2981
2982 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2983
2984 static void
2985 compute_kill_rd ()
2986 {
2987   int cuid;
2988   unsigned int regno;
2989   int i;
2990   basic_block bb;
2991
2992   /* For each block
2993        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2994            generates a definition in the block)
2995          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2996          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2997          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2998              this block
2999            Set the bit in `kill' corresponding to that insn.  */
3000   FOR_EACH_BB (bb)
3001     for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
3002       if (TEST_BIT (rd_gen[bb->index], cuid))
3003         {
3004           rtx insn = CUID_INSN (cuid);
3005           rtx pat = PATTERN (insn);
3006
3007           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
3008             {
3009               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
3010                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
3011                   handle_rd_kill_set (insn, regno, bb);
3012             }
3013
3014           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
3015             {
3016               for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
3017                 {
3018                   enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
3019
3020                   if ((code == SET || code == CLOBBER)
3021                       && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
3022                     handle_rd_kill_set (insn,
3023                                         REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
3024                                         bb);
3025                 }
3026             }
3027           else if (GET_CODE (pat) == SET && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
3028             /* Each setting of this register outside of this block
3029                must be marked in the set of kills in this block.  */
3030             handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), bb);
3031         }
3032 }
3033
3034 /* Compute the reaching definitions as in 
3035    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
3036    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
3037    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
3038
3039 static void
3040 compute_rd ()
3041 {
3042   int changed, passes;
3043   basic_block bb;
3044
3045   FOR_EACH_BB (bb)
3046     sbitmap_copy (rd_out[bb->index] /*dst*/, rd_gen[bb->index] /*src*/);
3047
3048   passes = 0;
3049   changed = 1;
3050   while (changed)
3051     {
3052       changed = 0;
3053       FOR_EACH_BB (bb)
3054         {
3055           sbitmap_union_of_preds (reaching_defs[bb->index], rd_out, bb->index);
3056           changed |= sbitmap_union_of_diff_cg (rd_out[bb->index], rd_gen[bb->index],
3057                                                reaching_defs[bb->index], rd_kill[bb->index]);
3058         }
3059       passes++;
3060     }
3061
3062   if (gcse_file)
3063     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
3064 }
3065 \f
3066 /* Classic GCSE available expression support.  */
3067
3068 /* Allocate memory for available expression computation.  */
3069
3070 static void
3071 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
3072      int n_blocks, n_exprs;
3073 {
3074   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3075   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_blocks);
3076
3077   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3078   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_blocks);
3079
3080   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3081   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_blocks);
3082
3083   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3084   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_blocks);
3085 }
3086
3087 static void
3088 free_avail_expr_mem ()
3089 {
3090   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3091   sbitmap_vector_free (ae_gen);
3092   sbitmap_vector_free (ae_in);
3093   sbitmap_vector_free (ae_out);
3094 }
3095
3096 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
3097
3098 static void
3099 compute_ae_gen ()
3100 {
3101   unsigned int i;
3102   struct expr *expr;
3103   struct occr *occr;
3104
3105   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
3106      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
3107      is not available, and the only expressions we want to work with are the
3108      ones that are recorded.  */
3109   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3110     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != 0; expr = expr->next_same_hash)
3111       for (occr = expr->avail_occr; occr != 0; occr = occr->next)
3112         SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
3113 }
3114
3115 /* Return non-zero if expression X is killed in BB.  */
3116
3117 static int
3118 expr_killed_p (x, bb)
3119      rtx x;
3120      basic_block bb;
3121 {
3122   int i, j;
3123   enum rtx_code code;
3124   const char *fmt;
3125
3126   if (x == 0)
3127     return 1;
3128
3129   code = GET_CODE (x);
3130   switch (code)
3131     {
3132     case REG:
3133       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
3134
3135     case MEM:
3136       if (load_killed_in_block_p (bb, get_max_uid () + 1, x, 0))
3137         return 1;
3138       else
3139         return expr_killed_p (XEXP (x, 0), bb);
3140
3141     case PC:
3142     case CC0: /*FIXME*/
3143     case CONST:
3144     case CONST_INT:
3145     case CONST_DOUBLE:
3146     case CONST_VECTOR:
3147     case SYMBOL_REF:
3148     case LABEL_REF:
3149     case ADDR_VEC:
3150     case ADDR_DIFF_VEC:
3151       return 0;
3152
3153     default:
3154       break;
3155     }
3156
3157   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3158     {
3159       if (fmt[i] == 'e')
3160         {
3161           /* If we are about to do the last recursive call
3162              needed at this level, change it into iteration.
3163              This function is called enough to be worth it.  */
3164           if (i == 0)
3165             return expr_killed_p (XEXP (x, i), bb);
3166           else if (expr_killed_p (XEXP (x, i), bb))
3167             return 1;
3168         }
3169       else if (fmt[i] == 'E')
3170         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3171           if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
3172             return 1;
3173     }
3174
3175   return 0;
3176 }
3177
3178 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
3179
3180 static void
3181 compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill)
3182      sbitmap *ae_gen, *ae_kill;
3183 {
3184   basic_block bb;
3185   unsigned int i;
3186   struct expr *expr;
3187
3188   FOR_EACH_BB (bb)
3189     for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3190       for (expr = expr_hash_table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3191         {
3192           /* Skip EXPR if generated in this block.  */
3193           if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], expr->bitmap_index))
3194             continue;
3195
3196           if (expr_killed_p (expr->expr, bb))
3197             SET_BIT (ae_kill[bb->index], expr->bitmap_index);
3198         }
3199 }
3200 \f
3201 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
3202
3203 /* Return non-zero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
3204
3205    CHECK_SELF_LOOP is non-zero if we should consider a block reaching itself
3206    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
3207    of the expression in the block.
3208
3209    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3210    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3211
3212    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3213    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3214    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3215    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3216    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3217    the closest such expression.  */
3218
3219 static int
3220 expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
3221      struct occr *occr;
3222      struct expr *expr;
3223      basic_block bb;
3224      int check_self_loop;
3225      char *visited;
3226 {
3227   edge pred;
3228
3229   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
3230     {
3231       basic_block pred_bb = pred->src;
3232
3233       if (visited[pred_bb->index])
3234         /* This predecessor has already been visited. Nothing to do.  */
3235           ;
3236       else if (pred_bb == bb)
3237         {
3238           /* BB loops on itself.  */
3239           if (check_self_loop
3240               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index)
3241               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3242             return 1;
3243
3244           visited[pred_bb->index] = 1;
3245         }
3246
3247       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3248       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3249         visited[pred_bb->index] = 1;
3250
3251       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3252       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3253         {
3254           /* Is this the occurrence we're looking for?
3255              Note that there's only one generating occurrence per block
3256              so we just need to check the block number.  */
3257           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3258             return 1;
3259
3260           visited[pred_bb->index] = 1;
3261         }
3262
3263       /* Neither gen nor kill.  */
3264       else
3265         {
3266           visited[pred_bb->index] = 1;
3267           if (expr_reaches_here_p_work (occr, expr, pred_bb, check_self_loop, 
3268               visited))
3269
3270             return 1;
3271         }
3272     }
3273
3274   /* All paths have been checked.  */
3275   return 0;
3276 }
3277
3278 /* This wrapper for expr_reaches_here_p_work() is to ensure that any
3279    memory allocated for that function is returned.  */
3280
3281 static int
3282 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop)
3283      struct occr *occr;
3284      struct expr *expr;
3285      basic_block bb;
3286      int check_self_loop;
3287 {
3288   int rval;
3289   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
3290
3291   rval = expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited);
3292   
3293   free (visited);
3294   return rval;
3295 }
3296
3297 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
3298    If there is more than one such instruction, return NULL.
3299
3300    Called only by handle_avail_expr.  */
3301
3302 static rtx
3303 computing_insn (expr, insn)
3304      struct expr *expr;
3305      rtx insn;
3306 {
3307   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3308
3309   if (expr->avail_occr->next == NULL)
3310     {    
3311       if (BLOCK_FOR_INSN (expr->avail_occr->insn) == bb)
3312         /* The available expression is actually itself
3313            (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
3314         return NULL;
3315
3316       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
3317          a substitution that took place.  */
3318       return expr->avail_occr->insn;
3319     }
3320   else
3321     {
3322       /* Pattern is computed more than once.
3323          Search backwards from this insn to see how many of these 
3324          computations actually reach this insn.  */
3325       struct occr *occr;
3326       rtx insn_computes_expr = NULL;
3327       int can_reach = 0;
3328
3329       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3330         {
3331           if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
3332             {
3333               /* The expression is generated in this block.
3334                  The only time we care about this is when the expression
3335                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
3336                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
3337               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn)
3338                   && expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1))
3339                 {
3340                   can_reach++;
3341                   if (can_reach > 1)
3342                     return NULL;
3343
3344                   insn_computes_expr = occr->insn;
3345                 }
3346             }
3347           else if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0))
3348             {
3349               can_reach++;
3350               if (can_reach > 1)
3351                 return NULL;
3352
3353               insn_computes_expr = occr->insn;
3354             }
3355         }
3356
3357       if (insn_computes_expr == NULL)
3358         abort ();
3359
3360       return insn_computes_expr;
3361     }
3362 }
3363
3364 /* Return non-zero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3365    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3366
3367 static int
3368 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3369      rtx insn, def_insn;
3370 {
3371   rtx reg;
3372
3373   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3374     return 1;
3375
3376   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3377     {
3378       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3379         {
3380           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3381             return 1;
3382           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3383             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3384           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3385             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3386           else
3387             abort ();
3388
3389           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3390         }
3391       else
3392         return 0;
3393     }
3394
3395   return 0;
3396 }
3397
3398 /* Return non-zero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.  The
3399    value returned is the number of definitions that reach INSN.  Returning a
3400    value of zero means that [maybe] more than one definition reaches INSN and
3401    the caller can't perform whatever optimization it is trying.  i.e. it is
3402    always safe to return zero.  */
3403
3404 static int
3405 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3406      struct reg_set **addr_this_reg;
3407      rtx insn;
3408      int for_combine;
3409 {
3410   int number_of_reaching_defs = 0;
3411   struct reg_set *this_reg;
3412
3413   for (this_reg = *addr_this_reg; this_reg != 0; this_reg = this_reg->next)
3414     if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3415       {
3416         number_of_reaching_defs++;
3417         /* Ignore parallels for now.  */
3418         if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3419           return 0;
3420
3421         if (!for_combine
3422             && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3423                 || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3424                                   SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3425           /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3426           return 0;
3427
3428         if (number_of_reaching_defs > 1)
3429           {
3430             /* If in this setting the value the register is being set to is
3431                equal to the previous value the register was set to and this
3432                setting reaches the insn we are trying to do the substitution
3433                on then we are ok.  */
3434             if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3435               return 0;
3436             else if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3437                                     SET_SRC (PATTERN (insn))))
3438               return 0;
3439           }
3440
3441         *addr_this_reg = this_reg; 
3442       }
3443
3444   return number_of_reaching_defs;
3445 }
3446
3447 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3448    so try to perform the substitution.
3449
3450    The result is non-zero if any changes were made.  */
3451
3452 static int
3453 handle_avail_expr (insn, expr)
3454      rtx insn;
3455      struct expr *expr;
3456 {
3457   rtx pat, insn_computes_expr, expr_set;
3458   rtx to;
3459   struct reg_set *this_reg;
3460   int found_setting, use_src;
3461   int changed = 0;
3462
3463   /* We only handle the case where one computation of the expression
3464      reaches this instruction.  */
3465   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3466   if (insn_computes_expr == NULL)
3467     return 0;
3468   expr_set = single_set (insn_computes_expr);
3469   if (!expr_set)
3470     abort ();
3471
3472   found_setting = 0;
3473   use_src = 0;
3474
3475   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3476      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3477      expression is computed into.  */
3478   if (GET_CODE (SET_SRC (expr_set)) == REG)
3479     {
3480       /* This is the case when the available expression that reaches
3481          here has already been handled as an available expression.  */
3482       unsigned int regnum_for_replacing
3483         = REGNO (SET_SRC (expr_set));
3484
3485       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3486          however we know it's set only once.  */
3487       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3488           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3489              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3490           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3491                this_reg->next == NULL)
3492               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3493         {
3494           use_src = 1;
3495           found_setting = 1;
3496         }
3497     }
3498
3499   if (!found_setting)
3500     {
3501       unsigned int regnum_for_replacing
3502         = REGNO (SET_DEST (expr_set));
3503
3504       /* This shouldn't happen.  */
3505       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3506         abort ();
3507
3508       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3509
3510       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3511          or only one set reaches this insn, use it.  */
3512       if (this_reg->next == NULL
3513           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3514         found_setting = 1;
3515     }
3516
3517   if (found_setting)
3518     {
3519       pat = PATTERN (insn);
3520       if (use_src)
3521         to = SET_SRC (expr_set);
3522       else
3523         to = SET_DEST (expr_set);
3524       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3525
3526       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3527          to play it safe we check.  */
3528       if (changed)
3529         {
3530           gcse_subst_count++;
3531           if (gcse_file != NULL)
3532             {
3533               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with",
3534                        INSN_UID (insn));
3535               fprintf (gcse_file, " reg %d %s insn %d\n",
3536                        REGNO (to), use_src ? "from" : "set in",
3537                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3538             }
3539         }
3540     }
3541
3542   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3543   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3544     {
3545       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3546          into a new pseudo register call this new register REGN.
3547          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3548          replace all uses of REGB with REGN.  */
3549       rtx new_insn;
3550
3551       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (expr_set)));
3552
3553       /* Generate the new insn.  */
3554       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3555          an insn.  I think this is ok.  */
3556       new_insn
3557         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3558                                         SET_DEST (expr_set)),
3559                            insn_computes_expr);
3560
3561       /* Keep register set table up to date.  */
3562       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3563
3564       gcse_create_count++;
3565       if (gcse_file != NULL)
3566         {
3567           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d",
3568                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3569                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))));
3570           fprintf (gcse_file, ", computed in insn %d,\n",
3571                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3572           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n",
3573                    REGNO (to));
3574         }
3575
3576       pat = PATTERN (insn);
3577
3578       /* Do register replacement for INSN.  */
3579       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3580                                  SET_DEST (PATTERN
3581                                            (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3582                                  0);
3583
3584       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3585          to play it safe we check.  */
3586       if (changed)
3587         {
3588           gcse_subst_count++;
3589           if (gcse_file != NULL)
3590             {
3591               fprintf (gcse_file,
3592                        "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d ",
3593                        INSN_UID (insn),
3594                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN
3595                                                  (insn_computes_expr)))));
3596               fprintf (gcse_file, "set in insn %d\n",
3597                        INSN_UID (insn_computes_expr)); 
3598             }
3599         }
3600     }
3601
3602   return changed;
3603 }
3604
3605 /* Perform classic GCSE.  This is called by one_classic_gcse_pass after all
3606    the dataflow analysis has been done.
3607
3608    The result is non-zero if a change was made.  */
3609
3610 static int
3611 classic_gcse ()
3612 {
3613   int changed;
3614   rtx insn;
3615   basic_block bb;
3616
3617   /* Note we start at block 1.  */
3618
3619   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3620     return 0;
3621
3622   changed = 0;
3623   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3624     {
3625       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3626          start of the block].  */
3627       reset_opr_set_tables ();
3628
3629       for (insn = bb->head;
3630            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
3631            insn = NEXT_INSN (insn))
3632         {
3633           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3634           if (GET_CODE (insn) == INSN
3635               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3636               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3637               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3638             {
3639               rtx pat = PATTERN (insn);
3640               rtx src = SET_SRC (pat);
3641               struct expr *expr;
3642
3643               if (want_to_gcse_p (src)
3644                   /* Is the expression recorded?  */
3645                   && ((expr = lookup_expr (src)) != NULL)
3646                   /* Is the expression available [at the start of the
3647                      block]?  */
3648                   && TEST_BIT (ae_in[bb->index], expr->bitmap_index)
3649                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3650                      block?  */
3651                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3652                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3653             }
3654
3655           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3656           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3657           if (INSN_P (insn))
3658             mark_oprs_set (insn);
3659         }
3660     }
3661
3662   return changed;
3663 }
3664
3665 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3666
3667    Return non-zero if a change was made.  */
3668
3669 static int
3670 one_classic_gcse_pass (pass)
3671      int pass;
3672 {
3673   int changed = 0;
3674
3675   gcse_subst_count = 0;
3676   gcse_create_count = 0;
3677
3678   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
3679   alloc_rd_mem (last_basic_block, max_cuid);
3680   compute_expr_hash_table ();
3681   if (gcse_file)
3682     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
3683                      expr_hash_table_size, n_exprs);
3684
3685   if (n_exprs > 0)
3686     {
3687       compute_kill_rd ();
3688       compute_rd ();
3689       alloc_avail_expr_mem (last_basic_block, n_exprs);
3690       compute_ae_gen ();
3691       compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill);
3692       compute_available (ae_gen, ae_kill, ae_out, ae_in);
3693       changed = classic_gcse ();
3694       free_avail_expr_mem ();
3695     }
3696
3697   free_rd_mem ();
3698   free_expr_hash_table ();
3699
3700   if (gcse_file)
3701     {
3702       fprintf (gcse_file, "\n");
3703       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs,",
3704                current_function_name, pass, bytes_used, gcse_subst_count);
3705       fprintf (gcse_file, "%d insns created\n", gcse_create_count);
3706     }
3707
3708   return changed;
3709 }
3710 \f
3711 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3712
3713 /* Local properties of assignments.  */
3714 static sbitmap *cprop_pavloc;
3715 static sbitmap *cprop_absaltered;
3716
3717 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3718 static sbitmap *cprop_avin;
3719 static sbitmap *cprop_avout;
3720
3721 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
3722    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
3723
3724 static void
3725 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3726      int n_blocks, n_sets;
3727 {
3728   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3729   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3730
3731   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3732   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3733 }
3734
3735 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3736
3737 static void
3738 free_cprop_mem ()
3739 {
3740   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
3741   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
3742   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
3743   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
3744 }
3745
3746 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
3747    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
3748    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
3749    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
3750    bit in BMAP.  */
3751
3752 static void
3753 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3754      rtx x;
3755      int indx;
3756      sbitmap *bmap;
3757      int set_p;
3758 {
3759   int i, j;
3760   basic_block bb;
3761   enum rtx_code code;
3762   reg_set *r;
3763   const char *fmt;
3764
3765   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3766      can't do it when there's no return value.  */
3767  repeat:
3768
3769   if (x == 0)
3770     return;
3771
3772   code = GET_CODE (x);
3773   switch (code)
3774     {
3775     case REG:
3776       if (set_p)
3777         {
3778           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3779             {
3780               FOR_EACH_BB (bb)
3781                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3782                   SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3783             }
3784           else
3785             {
3786               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3787                 SET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3788             }
3789         }
3790       else
3791         {
3792           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3793             {
3794               FOR_EACH_BB (bb)
3795                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3796                   RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3797             }
3798           else
3799             {
3800               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3801                 RESET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3802             }
3803         }
3804
3805       return;
3806
3807     case MEM:
3808       FOR_EACH_BB (bb)
3809         {
3810           rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb->index];
3811
3812           while (list_entry)
3813             {
3814               rtx dest, dest_addr;
3815
3816               if (GET_CODE (XEXP (list_entry, 0)) == CALL_INSN)
3817                 {
3818                   if (set_p)
3819                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3820                   else
3821                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3822                   break;
3823                 }
3824               /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
3825                  Examine each hunk of memory that is modified.  */
3826
3827               dest = XEXP (list_entry, 0);
3828               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3829               dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
3830               
3831               if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
3832                                          x, rtx_addr_varies_p))
3833                 {
3834                   if (set_p)
3835                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3836                   else
3837                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3838                   break;
3839                 }
3840               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3841             }
3842         }
3843
3844       x = XEXP (x, 0);
3845       goto repeat;
3846
3847     case PC:
3848     case CC0: /*FIXME*/
3849     case CONST:
3850     case CONST_INT:
3851     case CONST_DOUBLE:
3852     case CONST_VECTOR:
3853     case SYMBOL_REF:
3854     case LABEL_REF:
3855     case ADDR_VEC:
3856     case ADDR_DIFF_VEC:
3857       return;
3858
3859     default:
3860       break;
3861     }
3862
3863   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3864     {
3865       if (fmt[i] == 'e')
3866         {
3867           /* If we are about to do the last recursive call
3868              needed at this level, change it into iteration.
3869              This function is called enough to be worth it.  */
3870           if (i == 0)
3871             {
3872               x = XEXP (x, i);
3873               goto repeat;
3874             }
3875
3876           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
3877         }
3878       else if (fmt[i] == 'E')
3879         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3880           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3881     }
3882 }
3883
3884 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3885    propagation.  */
3886
3887 static void
3888 compute_cprop_data ()
3889 {
3890   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, 1);
3891   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
3892                      cprop_avout, cprop_avin);
3893 }
3894 \f
3895 /* Copy/constant propagation.  */
3896
3897 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3898 #define MAX_USES 8
3899
3900 /* Table of uses found in an insn.
3901    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3902 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3903
3904 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3905 static int reg_use_count;
3906
3907 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
3908    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
3909    and contains the number of uses in the table upon exit.
3910
3911    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
3912    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3913
3914 static void
3915 find_used_regs (xptr, data)
3916      rtx *xptr;
3917      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3918 {
3919   int i, j;
3920   enum rtx_code code;
3921   const char *fmt;
3922   rtx x = *xptr;
3923
3924   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3925      can't do it when there's no return value.  */
3926  repeat:
3927   if (x == 0)
3928     return;
3929
3930   code = GET_CODE (x);
3931   if (REG_P (x))
3932     {
3933       if (reg_use_count == MAX_USES)
3934         return;
3935
3936       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3937       reg_use_count++;
3938     }
3939
3940   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3941
3942   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3943     {
3944       if (fmt[i] == 'e')
3945         {
3946           /* If we are about to do the last recursive call
3947              needed at this level, change it into iteration.
3948              This function is called enough to be worth it.  */
3949           if (i == 0)
3950             {
3951               x = XEXP (x, 0);
3952               goto repeat;
3953             }
3954
3955           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
3956         }
3957       else if (fmt[i] == 'E')
3958         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3959           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
3960     }
3961 }
3962
3963 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3964    Returns non-zero is successful.  */
3965
3966 static int
3967 try_replace_reg (from, to, insn)
3968      rtx from, to, insn;
3969 {
3970   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3971   rtx src = 0;
3972   int success = 0;
3973   rtx set = single_set (insn);
3974
3975   success = validate_replace_src (from, to, insn);
3976
3977   /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
3978      the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
3979      SETs, but it probably won't buy us anything.  */
3980   if (!success && set != 0)
3981     {
3982       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
3983
3984       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
3985           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
3986         success = 1;
3987     }
3988
3989   /* If we've failed to do replacement, have a single SET, and don't already
3990      have a note, add a REG_EQUAL note to not lose information.  */
3991   if (!success && note == 0 && set != 0)
3992     note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
3993
3994   /* If there is already a NOTE, update the expression in it with our
3995      replacement.  */
3996   else if (note != 0)
3997     XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to);
3998
3999   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
4000      We don't allow that. Remove that note. This code ought
4001      not to hapen, because previous code ought to syntetize
4002      reg-reg move, but be on the safe side.  */
4003   if (note && REG_P (XEXP (note, 0)))
4004     remove_note (insn, note);
4005
4006   return success;
4007 }
4008
4009 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
4010    NULL no such set is found.  */
4011
4012 static struct expr *
4013 find_avail_set (regno, insn)
4014      int regno;
4015      rtx insn;
4016 {
4017   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
4018      use in a substitution.  */
4019   struct expr *set1 = 0;
4020  
4021   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
4022      available at the start of the block containing INSN.  ie we would
4023      need two sets like this available at the start of the block:
4024
4025        (set (reg X) (reg Y))
4026        (set (reg Y) (reg X))
4027
4028      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
4029      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
4030   while (1)
4031     {
4032       rtx src;
4033       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4034
4035       /* Find a set that is available at the start of the block
4036          which contains INSN.  */
4037       while (set)
4038         {
4039           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
4040             break;
4041           set = next_set (regno, set);
4042         }
4043
4044       /* If no available set was found we've reached the end of the
4045          (possibly empty) copy chain.  */
4046       if (set == 0)
4047         break;
4048
4049       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4050         abort ();
4051
4052       src = SET_SRC (set->expr);
4053
4054       /* We know the set is available.
4055          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
4056          have changed since the start of the block).  
4057
4058          If the source operand changed, we may still use it for the next
4059          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
4060
4061       if (CONSTANT_P (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
4062         set1 = set;
4063
4064       /* If the source of the set is anything except a register, then
4065          we have reached the end of the copy chain.  */
4066       if (GET_CODE (src) != REG)
4067         break;
4068
4069       /* Follow the copy chain, ie start another iteration of the loop
4070          and see if we have an available copy into SRC.  */
4071       regno = REGNO (src);
4072     }
4073
4074   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
4075      INSN.  */
4076   return set1;
4077 }
4078
4079 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
4080    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
4081    it is the instruction that immediately preceeds JUMP, and must be a
4082    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
4083    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
4084    if a change was made. */
4085
4086 static int
4087 cprop_jump (bb, setcc, jump, from, src)
4088      basic_block bb;
4089      rtx setcc;
4090      rtx jump;
4091      rtx from;
4092      rtx src;
4093 {
4094   rtx new, new_set;
4095   rtx set = pc_set (jump);
4096
4097   /* First substitute in the INSN condition as the SET_SRC of the JUMP,
4098      then substitute that given values in this expanded JUMP.  */
4099   if (setcc != NULL)
4100     new_set = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set),
4101                                     SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4102                                     SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4103   else
4104     new_set = set;
4105
4106   new = simplify_replace_rtx (new_set, from, src);
4107
4108   /* If no simplification can be made, then try the next
4109      register.  */
4110   if (rtx_equal_p (new, new_set))
4111     return 0;
4112  
4113   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
4114   if (new == pc_rtx)
4115     delete_insn (jump);
4116   else
4117     {
4118       if (! validate_change (jump, &SET_SRC (set), new, 0))
4119         return 0;
4120
4121       /* If this has turned into an unconditional jump,
4122          then put a barrier after it so that the unreachable
4123          code will be deleted.  */
4124       if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
4125         emit_barrier_after (jump);
4126      }
4127
4128 #ifdef HAVE_cc0
4129   /* Delete the cc0 setter.  */
4130   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
4131     delete_insn (setcc);
4132 #endif
4133
4134   run_jump_opt_after_gcse = 1;
4135
4136   const_prop_count++;
4137   if (gcse_file != NULL)
4138     {
4139       fprintf (gcse_file,
4140                "CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
4141                REGNO (from), INSN_UID (jump));
4142       print_rtl (gcse_file, src);
4143       fprintf (gcse_file, "\n");
4144     }
4145   purge_dead_edges (bb);
4146
4147   return 1;
4148 }
4149
4150 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
4151    The result is non-zero if a change was made.  */
4152
4153 static int
4154 cprop_insn (bb, insn, alter_jumps)
4155      basic_block bb;
4156      rtx insn;
4157      int alter_jumps;
4158 {
4159   struct reg_use *reg_used;
4160   int changed = 0;
4161   rtx note;
4162
4163   if (!INSN_P (insn))
4164     return 0;
4165
4166   reg_use_count = 0;
4167   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4168   
4169   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4170
4171   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
4172   if (note)
4173     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4174
4175   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4176        reg_used++, reg_use_count--)
4177     {
4178       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4179       rtx pat, src;
4180       struct expr *set;
4181
4182       /* Ignore registers created by GCSE.
4183          We do this because ...  */
4184       if (regno >= max_gcse_regno)
4185         continue;
4186
4187       /* If the register has already been set in this block, there's
4188          nothing we can do.  */
4189       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
4190         continue;
4191
4192       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
4193          at the start of the block.  */
4194       set = find_avail_set (regno, insn);
4195       if (! set)
4196         continue;
4197   
4198       pat = set->expr;
4199       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
4200       if (GET_CODE (pat) != SET)
4201         abort ();
4202
4203       src = SET_SRC (pat);
4204
4205       /* Constant propagation.  */
4206       if (CONSTANT_P (src))
4207         {
4208           rtx sset;
4209
4210           /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
4211              conditional branch instructions first.  */
4212           if (alter_jumps
4213               && (sset = single_set (insn)) != NULL
4214               && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn))
4215               && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
4216             {
4217               rtx dest = SET_DEST (sset);
4218               if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4219                   && cprop_jump (bb, insn, NEXT_INSN (insn),
4220                                  reg_used->reg_rtx, src))
4221                 {
4222                   changed = 1;
4223                   break;
4224                 }
4225             }
4226
4227           /* Handle normal insns next.  */
4228           if (GET_CODE (insn) == INSN
4229               && try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4230             {
4231               changed = 1;
4232               const_prop_count++;
4233               if (gcse_file != NULL)
4234                 {
4235                   fprintf (gcse_file, "CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
4236                            regno);
4237                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4238                            INSN_UID (insn));
4239                   print_rtl (gcse_file, src);
4240                   fprintf (gcse_file, "\n");
4241                 }
4242
4243               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4244                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4245             }
4246
4247           /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
4248              We're pretty specific about what we will handle in this
4249              code, we can extend this as necessary over time.
4250
4251              Right now the insn in question must look like
4252              (set (pc) (if_then_else ...))  */
4253           else if (alter_jumps
4254                    && any_condjump_p (insn)
4255                    && onlyjump_p (insn))
4256             changed |= cprop_jump (bb, NULL, insn, reg_used->reg_rtx, src);
4257
4258         }
4259       else if (GET_CODE (src) == REG
4260                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4261                && REGNO (src) != regno)
4262         {
4263           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4264             {
4265               changed = 1;
4266               copy_prop_count++;
4267               if (gcse_file != NULL)
4268                 {
4269                   fprintf (gcse_file, "COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4270                            regno, INSN_UID (insn));
4271                   fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
4272                 }
4273
4274               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4275                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4276               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
4277                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
4278                  and made things worse.  */
4279             }
4280         }
4281     }
4282
4283   return changed;
4284 }
4285
4286 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
4287    non-zero if a change was made.  */
4288
4289 static int
4290 cprop (alter_jumps)
4291      int alter_jumps;
4292 {
4293   int changed;
4294   basic_block bb;
4295   rtx insn;
4296
4297   /* Note we start at block 1.  */
4298   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4299     {
4300       if (gcse_file != NULL)
4301         fprintf (gcse_file, "\n");
4302       return 0;
4303     }
4304
4305   changed = 0;
4306   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4307     {
4308       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
4309          start of the block].  */
4310       reset_opr_set_tables ();
4311
4312       for (insn = bb->head;
4313            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4314            insn = NEXT_INSN (insn))
4315         if (INSN_P (insn))
4316           {
4317             changed |= cprop_insn (bb, insn, alter_jumps);
4318
4319             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
4320             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
4321                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
4322             if (GET_CODE (insn) != NOTE)
4323               mark_oprs_set (insn);
4324           }
4325     }
4326
4327   if (gcse_file != NULL)
4328     fprintf (gcse_file, "\n");
4329
4330   return changed;
4331 }
4332
4333 /* Perform one copy/constant propagation pass.
4334    F is the first insn in the function.
4335    PASS is the pass count.  */
4336
4337 static int
4338 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
4339      int pass;
4340      int alter_jumps;
4341 {
4342   int changed = 0;
4343
4344   const_prop_count = 0;
4345   copy_prop_count = 0;
4346
4347   alloc_set_hash_table (max_cuid);
4348   compute_set_hash_table ();
4349   if (gcse_file)
4350     dump_hash_table (gcse_file, "SET", set_hash_table, set_hash_table_size,
4351                      n_sets);
4352   if (n_sets > 0)
4353     {
4354       alloc_cprop_mem (last_basic_block, n_sets);
4355       compute_cprop_data ();
4356       changed = cprop (alter_jumps);
4357       if (alter_jumps)
4358         changed |= bypass_conditional_jumps ();
4359       free_cprop_mem ();
4360     }
4361
4362   free_set_hash_table ();
4363
4364   if (gcse_file)
4365     {
4366       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4367                current_function_name, pass, bytes_used);
4368       fprintf (gcse_file, "%d const props, %d copy props\n\n",
4369                const_prop_count, copy_prop_count);
4370     }
4371
4372   return changed;
4373 }
4374 \f
4375 /* Bypass conditional jumps.  */
4376
4377 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
4378    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
4379    find_avail_set.  */
4380
4381 static struct expr *
4382 find_bypass_set (regno, bb)
4383      int regno;
4384      int bb;
4385 {
4386   struct expr *result = 0;
4387
4388   for (;;)
4389     {
4390       rtx src;
4391       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4392
4393       while (set)
4394         {
4395           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
4396             break;
4397           set = next_set (regno, set);
4398         }
4399
4400       if (set == 0)
4401         break;
4402
4403       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4404         abort ();
4405
4406       src = SET_SRC (set->expr);
4407       if (CONSTANT_P (src))
4408         result = set;
4409
4410       if (GET_CODE (src) != REG)
4411         break;
4412
4413       regno = REGNO (src);
4414     }
4415   return result;
4416 }
4417
4418
4419 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
4420    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
4421    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
4422    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
4423    Returns nonzero if a change was made.  */
4424
4425 static int
4426 bypass_block (bb, setcc, jump)
4427      basic_block bb;
4428      rtx setcc, jump;
4429 {
4430   rtx insn, note;
4431   edge e, enext;
4432   int i, change;
4433
4434   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
4435
4436   /* Determine set of register uses in INSN.  */
4437   reg_use_count = 0;
4438   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4439   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4440   if (note)
4441     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4442
4443   change = 0;
4444   for (e = bb->pred; e; e = enext)
4445     {
4446       enext = e->pred_next;
4447       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
4448         {
4449           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
4450           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4451           basic_block dest, old_dest;
4452           struct expr *set;
4453           rtx src, new;
4454
4455           if (regno >= max_gcse_regno)
4456             continue;
4457
4458           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
4459
4460           if (! set)
4461             continue;
4462
4463           src = SET_SRC (pc_set (jump));
4464
4465           if (setcc != NULL)
4466               src = simplify_replace_rtx (src,
4467                                           SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4468                                           SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4469
4470           new = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
4471                                       SET_SRC (set->expr));
4472
4473           if (new == pc_rtx)
4474             dest = FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
4475           else if (GET_CODE (new) == LABEL_REF)
4476             dest = BRANCH_EDGE (bb)->dest;
4477           else
4478             dest = NULL;
4479
4480           /* Once basic block indices are stable, we should be able
4481              to use redirect_edge_and_branch_force instead.  */
4482           old_dest = e->dest;
4483           if (dest != NULL && dest != old_dest
4484               && redirect_edge_and_branch (e, dest))
4485             {
4486               /* Copy the register setter to the redirected edge.
4487                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
4488               if (setcc)
4489                 {
4490                   rtx pat = PATTERN (setcc);
4491                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
4492                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
4493                 }
4494
4495               if (gcse_file != NULL)
4496                 {
4497                   fprintf (gcse_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d in jump_insn %d equals constant ",
4498                            regno, INSN_UID (jump));
4499                   print_rtl (gcse_file, SET_SRC (set->expr));
4500                   fprintf (gcse_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
4501                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
4502                 }
4503               change = 1;
4504               break;
4505             }
4506         }
4507     }
4508   return change;
4509 }
4510
4511 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
4512    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
4513    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
4514    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.  */
4515
4516 static int
4517 bypass_conditional_jumps ()
4518 {
4519   basic_block bb;
4520   int changed;
4521   rtx setcc;
4522   rtx insn;
4523   rtx dest;
4524
4525   /* Note we start at block 1.  */
4526   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4527     return 0;
4528
4529   changed = 0;
4530   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
4531                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4532     {
4533       /* Check for more than one predecessor.  */
4534       if (bb->pred && bb->pred->pred_next)
4535         {
4536           setcc = NULL_RTX;
4537           for (insn = bb->head;
4538                insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4539                insn = NEXT_INSN (insn))
4540             if (GET_CODE (insn) == INSN)
4541               {
4542                 if (setcc)
4543                   break;
4544                 if (GET_CODE (PATTERN (setcc)) != SET)
4545                   break;
4546
4547                 dest = SET_DEST (PATTERN (setcc));
4548                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
4549                   setcc = insn;
4550                 else
4551                   break;
4552               }
4553             else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4554               {
4555                 if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4556                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
4557                 break;
4558               }
4559             else if (INSN_P (insn))
4560               break;
4561         }
4562     }
4563
4564   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
4565      copy on the redirected edge.  These need to be commited.  */
4566   if (changed)
4567     commit_edge_insertions();
4568
4569   return changed;
4570 }
4571 \f
4572 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
4573
4574 /* Local properties of expressions.  */
4575 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
4576 static sbitmap *transp;
4577
4578 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
4579    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
4580    created by a calls.  */
4581 static sbitmap *transpout;
4582
4583 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
4584 static sbitmap *comp;
4585
4586 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
4587 static sbitmap *antloc;
4588
4589 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
4590    point.  */
4591 static sbitmap *pre_optimal;
4592
4593 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
4594 static sbitmap *pre_redundant;
4595
4596 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
4597 static sbitmap *pre_insert_map;
4598
4599 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
4600 static sbitmap *pre_delete_map;
4601
4602 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
4603 static struct edge_list *edge_list;
4604
4605 /* Redundant insns.  */
4606 static sbitmap pre_redundant_insns;
4607
4608 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
4609
4610 static void
4611 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
4612      int n_blocks, n_exprs;
4613 {
4614   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4615   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4616   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4617
4618   pre_optimal = NULL;
4619   pre_redundant = NULL;
4620   pre_insert_map = NULL;
4621   pre_delete_map = NULL;
4622   ae_in = NULL;
4623   ae_out = NULL;
4624   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4625
4626   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
4627 }
4628
4629 /* Free vars used for PRE analysis.  */
4630
4631 static void
4632 free_pre_mem ()
4633 {
4634   sbitmap_vector_free (transp);
4635   sbitmap_vector_free (comp);
4636
4637   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
4638
4639   if (pre_optimal)
4640     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
4641   if (pre_redundant)
4642     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
4643   if (pre_insert_map)
4644     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
4645   if (pre_delete_map)
4646     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
4647   if (ae_in)
4648     sbitmap_vector_free (ae_in);
4649   if (ae_out)
4650     sbitmap_vector_free (ae_out);
4651
4652   transp = comp = NULL;
4653   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
4654   ae_in = ae_out = NULL;
4655 }
4656
4657 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4658
4659 static void
4660 compute_pre_data ()
4661 {
4662   sbitmap trapping_expr;
4663   basic_block bb;
4664   unsigned int ui;
4665
4666   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
4667   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
4668
4669   /* Collect expressions which might trap.  */
4670   trapping_expr = sbitmap_alloc (n_exprs);
4671   sbitmap_zero (trapping_expr);
4672   for (ui = 0; ui < expr_hash_table_size; ui++)
4673     {
4674       struct expr *e;
4675       for (e = expr_hash_table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
4676         if (may_trap_p (e->expr))
4677           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
4678     }
4679
4680   /* Compute ae_kill for each basic block using:
4681
4682      ~(TRANSP | COMP)
4683
4684      This is significantly faster than compute_ae_kill.  */
4685
4686   FOR_EACH_BB (bb)
4687     {
4688       edge e;
4689
4690       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
4691          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
4692          place the instruction on the edge.  So make them neither
4693          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
4694       for (e = bb->pred; e ; e = e->pred_next)
4695         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
4696           {
4697             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
4698             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
4699             break;
4700           }
4701
4702       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
4703       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
4704     }
4705
4706   edge_list = pre_edge_lcm (gcse_file, n_exprs, transp, comp, antloc,
4707                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
4708   sbitmap_vector_free (antloc);
4709   antloc = NULL;
4710   sbitmap_vector_free (ae_kill);
4711   ae_kill = NULL; 
4712   sbitmap_free (trapping_expr);
4713 }
4714 \f
4715 /* PRE utilities */
4716
4717 /* Return non-zero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4718    block BB.
4719
4720    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4721    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4722
4723    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4724    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4725    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4726    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4727    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4728    the closest such expression.  */
4729
4730 static int
4731 pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited)
4732      basic_block occr_bb;
4733      struct expr *expr;
4734      basic_block bb;
4735      char *visited;
4736 {
4737   edge pred;
4738
4739   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
4740     {
4741       basic_block pred_bb = pred->src;
4742
4743       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
4744           /* Has predecessor has already been visited?  */
4745           || visited[pred_bb->index])
4746         ;/* Nothing to do.  */
4747
4748       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4749       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4750         {
4751           /* Is this the occurrence we're looking for?
4752              Note that there's only one generating occurrence per block
4753              so we just need to check the block number.  */
4754           if (occr_bb == pred_bb)
4755             return 1;
4756
4757           visited[pred_bb->index] = 1;
4758         }
4759       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4760       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4761         visited[pred_bb->index] = 1;
4762
4763       /* Neither gen nor kill.  */
4764       else
4765         {
4766           visited[pred_bb->index] = 1;
4767           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
4768             return 1;
4769         }
4770     }
4771
4772   /* All paths have been checked.  */
4773   return 0;
4774 }
4775
4776 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
4777    memory allocated for that function is returned.  */
4778
4779 static int
4780 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb)
4781      basic_block occr_bb;
4782      struct expr *expr;
4783      basic_block bb;
4784 {
4785   int rval;
4786   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
4787
4788   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
4789
4790   free (visited);
4791   return rval;
4792 }
4793 \f
4794
4795 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
4796    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to 
4797    the value of BB.  */
4798
4799 static rtx
4800 process_insert_insn (expr)
4801      struct expr *expr;
4802 {
4803   rtx reg = expr->reaching_reg;
4804   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
4805   rtx pat;
4806
4807   start_sequence ();
4808
4809   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
4810      just copy it to a register.  */
4811   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
4812     emit_move_insn (reg, exp);
4813
4814   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
4815      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
4816      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
4817   else if (insn_invalid_p (emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp))))
4818     abort ();
4819   
4820   pat = gen_sequence ();
4821   end_sequence ();
4822
4823   return pat;
4824 }
4825   
4826 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4827
4828    This is used by both the PRE and code hoisting.
4829
4830    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4831    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4832    no sense for code hoisting.  */
4833
4834 static void
4835 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4836      struct expr *expr;
4837      basic_block bb;
4838      int pre;
4839 {
4840   rtx insn = bb->end;
4841   rtx new_insn;
4842   rtx reg = expr->reaching_reg;
4843   int regno = REGNO (reg);
4844   rtx pat;
4845   int i;
4846
4847   pat = process_insert_insn (expr);
4848
4849   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4850      handle cc0, etc. properly].  Similary we need to care trapping
4851      instructions in presence of non-call exceptions.  */
4852
4853   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4854       || (GET_CODE (insn) == INSN
4855           && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL))))
4856     {
4857 #ifdef HAVE_cc0
4858       rtx note;
4859 #endif
4860       /* It should always be the case that we can put these instructions
4861          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4862          Check this.  */
4863       if (GET_CODE (insn) == INSN && pre
4864           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4865           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4866         abort ();
4867
4868       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4869          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4870          the new instruction just before the tablejump.  */
4871       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4872           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4873         insn = prev_real_insn (insn);
4874
4875 #ifdef HAVE_cc0
4876       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4877          if cc0 isn't set.  */
4878       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4879       if (note)
4880         insn = XEXP (note, 0);
4881       else
4882         {
4883           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4884           if (maybe_cc0_setter
4885               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
4886               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4887             insn = maybe_cc0_setter;
4888         }
4889 #endif
4890       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4891       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4892     }
4893
4894   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4895      of exception handling.  */
4896   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
4897            && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL)))
4898     {
4899       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
4900          we search backward and place the instructions before the first
4901          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
4902          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.  
4903
4904          It should always be the case that we can put these instructions
4905          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4906          Check this.  */
4907
4908       if (pre
4909           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4910           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4911         abort ();
4912
4913       /* Since different machines initialize their parameter registers
4914          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
4915          parameter registers.  */
4916       insn = find_first_parameter_load (insn, bb->head);
4917
4918       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
4919          before the first parameter load.
4920
4921          If we did not find all the parameter loads, then we might have
4922          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
4923          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
4924          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
4925          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
4926       while (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL
4927              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
4928         insn = NEXT_INSN (insn);
4929
4930       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4931     }
4932   else
4933     new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
4934
4935   /* Keep block number table up to date.
4936      Note, PAT could be a multiple insn sequence, we have to make
4937      sure that each insn in the sequence is handled.  */
4938   if (GET_CODE (pat) == SEQUENCE)
4939     {
4940       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
4941         {
4942           rtx insn = XVECEXP (pat, 0, i);
4943           if (INSN_P (insn))
4944             add_label_notes (PATTERN (insn), new_insn);
4945
4946           note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
4947         }
4948     }
4949   else
4950     {
4951       add_label_notes (pat, new_insn);
4952
4953       /* Keep register set table up to date.  */
4954       record_one_set (regno, new_insn);
4955     }
4956
4957   gcse_create_count++;
4958
4959   if (gcse_file)
4960     {
4961       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
4962                bb->index, INSN_UID (new_insn));
4963       fprintf (gcse_file, "copying expression %d to reg %d\n",
4964                expr->bitmap_index, regno);
4965     }
4966 }
4967
4968 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
4969    the expressions fully redundant.  */
4970
4971 static int
4972 pre_edge_insert (edge_list, index_map)
4973      struct edge_list *edge_list;
4974      struct expr **index_map;
4975 {
4976   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
4977   sbitmap *inserted;
4978
4979   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
4980      if it reaches any of the deleted expressions.  */
4981
4982   set_size = pre_insert_map[0]->size;
4983   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
4984   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, n_exprs);
4985   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
4986
4987   for (e = 0; e < num_edges; e++)
4988     {
4989       int indx;
4990       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
4991
4992       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
4993         {
4994           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
4995
4996           for (j = indx; insert && j < n_exprs; j++, insert >>= 1)
4997             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
4998               {
4999                 struct expr *expr = index_map[j];
5000                 struct occr *occr;
5001
5002                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
5003                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5004                   {
5005                     if (! occr->deleted_p)
5006                       continue;
5007
5008                     /* Insert this expression on this edge if if it would
5009                        reach the deleted occurrence in BB.  */
5010                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
5011                       {
5012                         rtx insn;
5013                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
5014
5015                         /* We can't insert anything on an abnormal and
5016                            critical edge, so we insert the insn at the end of
5017                            the previous block. There are several alternatives
5018                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
5019                            handling this situation.  This one is easiest for
5020                            now.  */
5021
5022                         if ((eg->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
5023                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 0);
5024                         else
5025                           {
5026                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
5027                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
5028                           }
5029
5030                         if (gcse_file)
5031                           {
5032                             fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
5033                                      bb->index,
5034                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
5035                             fprintf (gcse_file, "copy expression %d\n",
5036                                      expr->bitmap_index);
5037                           }
5038
5039                         update_ld_motion_stores (expr);
5040                         SET_BIT (inserted[e], j);
5041                         did_insert = 1;
5042                         gcse_create_count++;
5043                       }
5044                   }
5045               }
5046         }
5047     }
5048
5049   sbitmap_vector_free (inserted);
5050   return did_insert;
5051 }
5052
5053 /* Copy the result of INSN to REG.  INDX is the expression number.  */
5054
5055 static void
5056 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
5057      struct expr *expr;
5058      rtx insn;
5059 {
5060   rtx reg = expr->reaching_reg;
5061   int regno = REGNO (reg);
5062   int indx = expr->bitmap_index;
5063   rtx set = single_set (insn);
5064   rtx new_insn;
5065
5066   if (!set)
5067     abort ();
5068
5069   new_insn = emit_insn_after (gen_move_insn (reg, SET_DEST (set)), insn);
5070
5071   /* Keep register set table up to date.  */
5072   record_one_set (regno, new_insn);
5073
5074   gcse_create_count++;
5075
5076   if (gcse_file)
5077     fprintf (gcse_file,
5078              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
5079               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
5080               INSN_UID (insn), regno);
5081   update_ld_motion_stores (expr);
5082 }
5083
5084 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
5085    to `reaching_reg'.  */
5086
5087 static void
5088 pre_insert_copies ()
5089 {
5090   unsigned int i;
5091   struct expr *expr;
5092   struct occr *occr;
5093   struct occr *avail;
5094
5095   /* For each available expression in the table, copy the result to
5096      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
5097
5098      ??? The current algorithm is rather brute force.
5099      Need to do some profiling.  */
5100
5101   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5102     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5103       {
5104         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
5105            we don't want to insert a copy here because the expression may not
5106            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
5107            deleted.  This test also avoids further processing if the
5108            expression wasn't deleted anywhere.  */
5109         if (expr->reaching_reg == NULL)
5110           continue;
5111
5112         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5113           {
5114             if (! occr->deleted_p)
5115               continue;
5116
5117             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
5118               {
5119                 rtx insn = avail->insn;
5120
5121                 /* No need to handle this one if handled already.  */
5122                 if (avail->copied_p)
5123                   continue;
5124
5125                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
5126                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
5127                   continue;
5128
5129                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
5130                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn), 
5131                                                expr,
5132                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
5133                   continue;
5134
5135                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
5136                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
5137                 avail->copied_p = 1;
5138               }
5139           }
5140       }
5141 }
5142
5143 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
5144    in INSN.  */
5145 static rtx
5146 gcse_emit_move_after (src, dest, insn)
5147      rtx src, dest, insn;
5148 {
5149   rtx new;
5150   rtx set = single_set (insn);
5151   rtx note;
5152   rtx eqv;
5153
5154   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
5155      we've verified to be valid.  */
5156
5157   new = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src), insn);
5158
5159   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
5160   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
5161     eqv = XEXP (note, 0);
5162   else
5163     eqv = SET_SRC (set);
5164
5165   set_unique_reg_note (new, REG_EQUAL, copy_insn_1 (src));
5166
5167   return new;
5168 }
5169
5170 /* Delete redundant computations.
5171    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
5172    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
5173    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
5174
5175    Returns non-zero if a change is made.  */
5176
5177 static int
5178 pre_delete ()
5179 {
5180   unsigned int i;
5181   int changed;
5182   struct expr *expr;
5183   struct occr *occr;
5184
5185   changed = 0;
5186   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5187     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5188       {
5189         int indx = expr->bitmap_index;
5190
5191         /* We only need to search antic_occr since we require
5192            ANTLOC != 0.  */
5193
5194         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5195           {
5196             rtx insn = occr->insn;
5197             rtx set;
5198             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
5199
5200             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx))
5201               {
5202                 set = single_set (insn);
5203                 if (! set)
5204                   abort ();
5205
5206                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
5207                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
5208                    the mode of the original destination pseudo.  */
5209                 if (expr->reaching_reg == NULL)
5210                   expr->reaching_reg
5211                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
5212
5213                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
5214                 delete_insn (insn);
5215                 occr->deleted_p = 1;
5216                 SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
5217                 changed = 1;
5218                 gcse_subst_count++;
5219
5220                 if (gcse_file)
5221                   {
5222                     fprintf (gcse_file,
5223                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
5224                                INSN_UID (insn), indx);
5225                     fprintf (gcse_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
5226                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
5227                   }
5228               }
5229           }
5230       }
5231
5232   return changed;
5233 }
5234
5235 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
5236    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
5237    has been done.
5238
5239    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
5240    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
5241    Compiler Design and Implementation.
5242
5243    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
5244    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
5245    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
5246    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
5247    through the block.
5248
5249    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
5250    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
5251    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
5252    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
5253    redundancies.  */
5254
5255 static int
5256 pre_gcse ()
5257 {
5258   unsigned int i;
5259   int did_insert, changed;
5260   struct expr **index_map;
5261   struct expr *expr;
5262
5263   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5264      hash table entry.  */
5265
5266   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5267   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5268     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5269       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5270
5271   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
5272   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
5273   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
5274
5275   /* Delete the redundant insns first so that
5276      - we know what register to use for the new insns and for the other
5277        ones with reaching expressions
5278      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
5279
5280   changed = pre_delete ();
5281
5282   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
5283
5284   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
5285      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
5286   pre_insert_copies ();
5287   if (did_insert)
5288     {
5289       commit_edge_insertions ();
5290       changed = 1;
5291     }
5292
5293   free (index_map);
5294   sbitmap_free (pre_redundant_insns);
5295   return changed;
5296 }
5297
5298 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
5299
5300    Return non-zero if a change was made.  */
5301
5302 static int
5303 one_pre_gcse_pass (pass)
5304      int pass;
5305 {
5306   int changed = 0;
5307
5308   gcse_subst_count = 0;
5309   gcse_create_count = 0;
5310
5311   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
5312   add_noreturn_fake_exit_edges ();
5313   if (flag_gcse_lm)
5314     compute_ld_motion_mems ();
5315
5316   compute_expr_hash_table ();
5317   trim_ld_motion_mems ();
5318   if (gcse_file)
5319     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
5320                      expr_hash_table_size, n_exprs);
5321
5322   if (n_exprs > 0)
5323     {
5324       alloc_pre_mem (last_basic_block, n_exprs);
5325       compute_pre_data ();
5326       changed |= pre_gcse ();
5327       free_edge_list (edge_list);
5328       free_pre_mem ();
5329     }
5330
5331   free_ldst_mems ();
5332   remove_fake_edges ();
5333   free_expr_hash_table ();
5334
5335   if (gcse_file)
5336     {
5337       fprintf (gcse_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
5338                current_function_name, pass, bytes_used);
5339       fprintf (gcse_file, "%d substs, %d insns created\n",
5340                gcse_subst_count, gcse_create_count);
5341     }
5342
5343   return changed;
5344 }
5345 \f
5346 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
5347    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
5348    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
5349    because the following loop optimization pass requires them.  */
5350
5351 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
5352    could probably share code here.  */
5353
5354 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
5355    then we would not need to do this here, because jump would add the
5356    necessary REG_LABEL notes.  */
5357
5358 static void
5359 add_label_notes (x, insn)
5360      rtx x;
5361      rtx insn;
5362 {
5363   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5364   int i, j;
5365   const char *fmt;
5366
5367   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
5368     {
5369       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
5370          avoid flow generating (slighly) worse code.
5371
5372          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
5373          mark_jump_label for additional information).  */
5374
5375       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
5376                                             REG_NOTES (insn));
5377       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
5378         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
5379       return;
5380     }
5381
5382   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
5383     {
5384       if (fmt[i] == 'e')
5385         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
5386       else if (fmt[i] == 'E')
5387         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5388           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
5389     }
5390 }
5391
5392 /* Compute transparent outgoing information for each block.
5393
5394    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
5395    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
5396    when the edge is traversed through a call.  This happens with
5397    non-local labels and exceptions.
5398
5399    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
5400    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
5401    it should be possible with exception handling, since we still have
5402    control over which handler should be invoked.  But due to increased
5403    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
5404
5405 static void
5406 compute_transpout ()
5407 {
5408   basic_block bb;
5409   unsigned int i;
5410   struct expr *expr;
5411
5412   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
5413
5414   FOR_EACH_BB (bb)
5415     {
5416       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
5417          end in call instructions for reasons other than abnormal
5418          control flow.  */
5419       if (GET_CODE (bb->end) != CALL_INSN)
5420         continue;
5421
5422       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5423         for (expr = expr_hash_table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
5424           if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
5425             {
5426               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
5427                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
5428                 continue;
5429                 
5430               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
5431                  analysis to determine if this mem is actually killed
5432                  by this call.  */
5433               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
5434             }
5435     }
5436 }
5437
5438 /* Removal of useless null pointer checks */
5439
5440 /* Called via note_stores.  X is set by SETTER.  If X is a register we must
5441    invalidate nonnull_local and set nonnull_killed.  DATA is really a
5442    `null_pointer_info *'.
5443
5444    We ignore hard registers.  */
5445
5446 static void
5447 invalidate_nonnull_info (x, setter, data)
5448      rtx x;
5449      rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED;
5450      void *data;
5451 {
5452   unsigned int regno;
5453   struct null_pointer_info *npi = (struct null_pointer_info *) data;
5454
5455   while (GET_CODE (x) == SUBREG)
5456     x = SUBREG_REG (x);
5457
5458   /* Ignore anything that is not a register or is a hard register.  */
5459   if (GET_CODE (x) != REG
5460       || REGNO (x) < npi->min_reg
5461       || REGNO (x) >= npi->max_reg)
5462     return;
5463
5464   regno = REGNO (x) - npi->min_reg;
5465
5466   RESET_BIT (npi->nonnull_local[npi->current_block->index], regno);
5467   SET_BIT (npi->nonnull_killed[npi->current_block->index], regno);
5468 }
5469
5470 /* Do null-pointer check elimination for the registers indicated in
5471    NPI.  NONNULL_AVIN and NONNULL_AVOUT are pre-allocated sbitmaps;
5472    they are not our responsibility to free.  */
5473
5474 static void
5475 delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5476                               nonnull_avout, npi)
5477      unsigned int *block_reg;
5478      sbitmap *nonnull_avin;
5479      sbitmap *nonnull_avout;
5480      struct null_pointer_info *npi;
5481 {
5482   basic_block bb, current_block;
5483   sbitmap *nonnull_local = npi->nonnull_local;
5484   sbitmap *nonnull_killed = npi->nonnull_killed;
5485   
5486   /* Compute local properties, nonnull and killed.  A register will have
5487      the nonnull property if at the end of the current block its value is
5488      known to be nonnull.  The killed property indicates that somewhere in
5489      the block any information we had about the register is killed.
5490
5491      Note that a register can have both properties in a single block.  That
5492      indicates that it's killed, then later in the block a new value is
5493      computed.  */
5494   sbitmap_vector_zero (nonnull_local, last_basic_block);
5495   sbitmap_vector_zero (nonnull_killed, last_basic_block);
5496
5497   FOR_EACH_BB (current_block)
5498     {
5499       rtx insn, stop_insn;
5500
5501       /* Set the current block for invalidate_nonnull_info.  */
5502       npi->current_block = current_block;
5503
5504       /* Scan each insn in the basic block looking for memory references and
5505          register sets.  */
5506       stop_insn = NEXT_INSN (current_block->end);
5507       for (insn = current_block->head;
5508            insn != stop_insn;
5509            insn = NEXT_INSN (insn))
5510         {
5511           rtx set;
5512           rtx reg;
5513
5514           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
5515           if (! INSN_P (insn))
5516             continue;
5517
5518           /* Basically ignore anything that is not a simple SET.  We do have
5519              to make sure to invalidate nonnull_local and set nonnull_killed
5520              for such insns though.  */
5521           set = single_set (insn);
5522           if (!set)
5523             {
5524               note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5525               continue;
5526             }
5527
5528           /* See if we've got a usable memory load.  We handle it first
5529              in case it uses its address register as a dest (which kills
5530              the nonnull property).  */
5531           if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
5532               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_SRC (set), 0))) == REG
5533               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5534               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5535             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5536                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5537
5538           /* Now invalidate stuff clobbered by this insn.  */
5539           note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5540
5541           /* And handle stores, we do these last since any sets in INSN can
5542              not kill the nonnull property if it is derived from a MEM
5543              appearing in a SET_DEST.  */
5544           if (GET_CODE (SET_DEST (set)) == MEM
5545               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_DEST (set), 0))) == REG
5546               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5547               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5548             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5549                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5550         }
5551     }
5552
5553   /* Now compute global properties based on the local properties.   This
5554      is a classic global availablity algorithm.  */
5555   compute_available (nonnull_local, nonnull_killed,
5556                      nonnull_avout, nonnull_avin);
5557
5558   /* Now look at each bb and see if it ends with a compare of a value
5559      against zero.  */
5560   FOR_EACH_BB (bb)
5561     {
5562       rtx last_insn = bb->end;
5563       rtx condition, earliest;
5564       int compare_and_branch;
5565
5566       /* Since MIN_REG is always at least FIRST_PSEUDO_REGISTER, and
5567          since BLOCK_REG[BB] is zero if this block did not end with a
5568          comparison against zero, this condition works.  */
5569       if (block_reg[bb->index] < npi->min_reg
5570           || block_reg[bb->index] >= npi->max_reg)
5571         continue;
5572
5573       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5574       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5575
5576       /* If we can't determine the condition then skip.  */
5577       if (! condition)
5578         continue;
5579
5580       /* Is the register known to have a nonzero value?  */
5581       if (!TEST_BIT (nonnull_avout[bb->index], block_reg[bb->index] - npi->min_reg))
5582         continue;
5583
5584       /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
5585          two instructions.  */
5586       if (earliest == last_insn)
5587         compare_and_branch = 1;
5588       else if (earliest == prev_nonnote_insn (last_insn))
5589         compare_and_branch = 2;
5590       else
5591         continue;
5592
5593       /* We know the register in this comparison is nonnull at exit from
5594          this block.  We can optimize this comparison.  */
5595       if (GET_CODE (condition) == NE)
5596         {
5597           rtx new_jump;
5598
5599           new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (JUMP_LABEL (last_insn)),
5600                                            last_insn);
5601           JUMP_LABEL (new_jump) = JUMP_LABEL (last_insn);
5602           LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (new_jump))++;
5603           emit_barrier_after (new_jump);
5604         }
5605
5606       delete_insn (last_insn);
5607       if (compare_and_branch == 2)
5608         delete_insn (earliest);
5609       purge_dead_edges (bb);
5610
5611       /* Don't check this block again.  (Note that BLOCK_END is
5612          invalid here; we deleted the last instruction in the 
5613          block.)  */
5614       block_reg[bb->index] = 0;
5615     }
5616 }
5617
5618 /* Find EQ/NE comparisons against zero which can be (indirectly) evaluated
5619    at compile time.
5620
5621    This is conceptually similar to global constant/copy propagation and
5622    classic global CSE (it even uses the same dataflow equations as cprop).
5623
5624    If a register is used as memory address with the form (mem (reg)), then we
5625    know that REG can not be zero at that point in the program.  Any instruction
5626    which sets REG "kills" this property.
5627
5628    So, if every path leading to a conditional branch has an available memory
5629    reference of that form, then we know the register can not have the value
5630    zero at the conditional branch.  
5631
5632    So we merely need to compute the local properies and propagate that data
5633    around the cfg, then optimize where possible.
5634
5635    We run this pass two times.  Once before CSE, then again after CSE.  This
5636    has proven to be the most profitable approach.  It is rare for new
5637    optimization opportunities of this nature to appear after the first CSE
5638    pass.
5639
5640    This could probably be integrated with global cprop with a little work.  */
5641
5642 void
5643 delete_null_pointer_checks (f)
5644      rtx f ATTRIBUTE_UNUSED;
5645 {
5646   sbitmap *nonnull_avin, *nonnull_avout;
5647   unsigned int *block_reg;
5648   basic_block bb;
5649   int reg;
5650   int regs_per_pass;
5651   int max_reg;
5652   struct null_pointer_info npi;
5653
5654   /* If we have only a single block, then there's nothing to do.  */
5655   if (n_basic_blocks <= 1)
5656     return;
5657
5658   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5659      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5660      particularly useful.
5661
5662      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
5663      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
5664      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
5665      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
5666   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
5667     return;
5668
5669   /* We need four bitmaps, each with a bit for each register in each
5670      basic block.  */
5671   max_reg = max_reg_num ();
5672   regs_per_pass = get_bitmap_width (4, last_basic_block, max_reg);
5673
5674   /* Allocate bitmaps to hold local and global properties.  */
5675   npi.nonnull_local = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5676   npi.nonnull_killed = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5677   nonnull_avin = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5678   nonnull_avout = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5679
5680   /* Go through the basic blocks, seeing whether or not each block
5681      ends with a conditional branch whose condition is a comparison
5682      against zero.  Record the register compared in BLOCK_REG.  */
5683   block_reg = (unsigned int *) xcalloc (last_basic_block, sizeof (int));
5684   FOR_EACH_BB (bb)
5685     {
5686       rtx last_insn = bb->end;
5687       rtx condition, earliest, reg;
5688
5689       /* We only want conditional branches.  */
5690       if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
5691           || !any_condjump_p (last_insn)
5692           || !onlyjump_p (last_insn))
5693         continue;
5694
5695       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5696       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5697
5698       /* If we were unable to get the condition, or it is not an equality
5699          comparison against zero then there's nothing we can do.  */
5700       if (!condition
5701           || (GET_CODE (condition) != NE && GET_CODE (condition) != EQ)
5702           || GET_CODE (XEXP (condition, 1)) != CONST_INT
5703           || (XEXP (condition, 1) 
5704               != CONST0_RTX (GET_MODE (XEXP (condition, 0)))))
5705         continue;
5706
5707       /* We must be checking a register against zero.  */
5708       reg = XEXP (condition, 0);
5709       if (GET_CODE (reg) != REG)
5710         continue;
5711
5712       block_reg[bb->index] = REGNO (reg);
5713     }
5714
5715   /* Go through the algorithm for each block of registers.  */
5716   for (reg = FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg < max_reg; reg += regs_per_pass)
5717     {
5718       npi.min_reg = reg;
5719       npi.max_reg = MIN (reg + regs_per_pass, max_reg);
5720       delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5721                                     nonnull_avout, &npi);
5722     }
5723
5724   /* Free the table of registers compared at the end of every block.  */
5725   free (block_reg);
5726
5727   /* Free bitmaps.  */
5728   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_local);
5729   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_killed);
5730   sbitmap_vector_free (nonnull_avin);
5731   sbitmap_vector_free (nonnull_avout);
5732 }
5733
5734 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
5735
5736 /* Very busy expressions.  */
5737 static sbitmap *hoist_vbein;
5738 static sbitmap *hoist_vbeout;
5739
5740 /* Hoistable expressions.  */
5741 static sbitmap *hoist_exprs;
5742
5743 /* Dominator bitmaps.  */
5744 static sbitmap *dominators;
5745
5746 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
5747    reverse to to perform tail merging, doing so would probably be
5748    more effective than the tail merging code in jump.c.
5749
5750    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
5751    code hoisting.  It would be nice.  */
5752
5753 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
5754
5755 static void
5756 alloc_code_hoist_mem (n_blocks, n_exprs)
5757      int n_blocks, n_exprs;
5758 {
5759   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5760   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5761   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5762
5763   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5764   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5765   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5766   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5767
5768   dominators = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_blocks);
5769 }
5770
5771 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
5772
5773 static void
5774 free_code_hoist_mem ()
5775 {
5776   sbitmap_vector_free (antloc);
5777   sbitmap_vector_free (transp);
5778   sbitmap_vector_free (comp);
5779
5780   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
5781   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
5782   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
5783   sbitmap_vector_free (transpout);
5784
5785   sbitmap_vector_free (dominators);
5786 }
5787
5788 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
5789
5790    An expression is very busy if all paths from a given point
5791    compute the expression.  */
5792
5793 static void
5794 compute_code_hoist_vbeinout ()
5795 {
5796   int changed, passes;
5797   basic_block bb;
5798
5799   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
5800   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
5801
5802   passes = 0;
5803   changed = 1;
5804
5805   while (changed)
5806     {
5807       changed = 0;
5808
5809       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
5810          the convergence.  */
5811       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
5812         {
5813           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index], antloc[bb->index],
5814                                               hoist_vbeout[bb->index], transp[bb->index]);
5815           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
5816             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index], hoist_vbein, bb->index);
5817         }
5818
5819       passes++;
5820     }
5821
5822   if (gcse_file)
5823     fprintf (gcse_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
5824 }
5825
5826 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
5827
5828 static void
5829 compute_code_hoist_data ()
5830 {
5831   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
5832   compute_transpout ();
5833   compute_code_hoist_vbeinout ();
5834   calculate_dominance_info (NULL, dominators, CDI_DOMINATORS);
5835   if (gcse_file)
5836     fprintf (gcse_file, "\n");
5837 }
5838
5839 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
5840    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
5841
5842    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
5843    to me that the expression must either be computed or transparent in
5844    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
5845    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
5846    the expression wasn't a loop invariant.
5847
5848    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
5849    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
5850    paths.  */
5851
5852 static int
5853 hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, bb, visited)
5854      basic_block expr_bb;
5855      int expr_index;
5856      basic_block bb;
5857      char *visited;
5858 {
5859   edge pred;
5860   int visited_allocated_locally = 0;
5861   
5862
5863   if (visited == NULL)
5864     {
5865       visited_allocated_locally = 1;
5866       visited = xcalloc (last_basic_block, 1);
5867     }
5868
5869   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
5870     {
5871       basic_block pred_bb = pred->src;
5872
5873       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
5874         break;
5875       else if (visited[pred_bb->index])
5876         continue;
5877
5878       /* Does this predecessor generate this expression?  */
5879       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
5880         break;
5881       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
5882         break;
5883
5884       /* Not killed.  */
5885       else
5886         {
5887           visited[pred_bb->index] = 1;
5888           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
5889                                            pred_bb, visited))
5890             break;
5891         }
5892     }
5893   if (visited_allocated_locally) 
5894     free (visited);
5895
5896   return (pred == NULL);
5897 }
5898 \f
5899 /* Actually perform code hoisting.  */
5900
5901 static void
5902 hoist_code ()
5903 {
5904   basic_block bb, dominated;
5905   unsigned int i;
5906   struct expr **index_map;
5907   struct expr *expr;
5908
5909   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
5910
5911   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5912      hash table entry.  */
5913
5914   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5915   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5916     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5917       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5918
5919   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
5920      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
5921   FOR_EACH_BB (bb)
5922     {
5923       int found = 0;
5924       int insn_inserted_p;
5925
5926       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
5927          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
5928       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
5929         {
5930           int hoistable = 0;
5931
5932           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i) && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
5933             {
5934               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5935                  we look at every block BB dominates to see if it
5936                  computes the expression.  */
5937               FOR_EACH_BB (dominated)
5938                 {
5939                   /* Ignore self dominance.  */
5940                   if (bb == dominated
5941                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated->index], bb->index))
5942                     continue;
5943
5944                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
5945                      the busy expression and whether or not moving that
5946                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
5947                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
5948                     continue;
5949
5950                   /* Note if the expression would reach the dominated block
5951                      unimpared if it was placed at the end of BB. 
5952
5953                      Keep track of how many times this expression is hoistable
5954                      from a dominated block into BB.  */
5955                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
5956                     hoistable++;
5957                 }
5958
5959               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
5960                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
5961                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
5962                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
5963                  allocation.  One could increase this value to try harder
5964                  to avoid any possible code expansion due to register
5965                  allocation issues; however experiments have shown that
5966                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
5967                  from two successors, so raising this threshhold is likely
5968                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
5969               if (hoistable > 1)
5970                 {
5971                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
5972                   found = 1;
5973                 }
5974             }
5975         }
5976                 
5977       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
5978       if (! found)
5979         continue;
5980
5981       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
5982       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
5983         {
5984           /* We want to insert the expression into BB only once, so
5985              note when we've inserted it.  */
5986           insn_inserted_p = 0;
5987
5988           /* These tests should be the same as the tests above.  */
5989           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
5990             {
5991               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5992                  we look at every block BB dominates to see if it
5993                  computes the expression.  */
5994               FOR_EACH_BB (dominated)
5995                 {
5996                   /* Ignore self dominance.  */
5997                   if (bb == dominated
5998                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated->index], bb->index))
5999                     continue;
6000
6001                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6002                      the busy expression and whether or not moving that
6003                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6004                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6005                     continue;
6006
6007                   /* The expression is computed in the dominated block and
6008                      it would be safe to compute it at the start of the
6009                      dominated block.  Now we have to determine if the
6010                      expression would reach the dominated block if it was
6011                      placed at the end of BB.  */
6012                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6013                     {
6014                       struct expr *expr = index_map[i];
6015                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
6016                       rtx insn;
6017                       rtx set;
6018
6019                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
6020                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
6021                         occr = occr->next;
6022
6023                       /* Should never happen.  */
6024                       if (!occr)
6025                         abort ();
6026
6027                       insn = occr->insn;
6028                  
6029                       set = single_set (insn);
6030                       if (! set)
6031                         abort ();
6032
6033                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
6034                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
6035                          from the mode of the original destination pseudo.  */
6036                       if (expr->reaching_reg == NULL)
6037                         expr->reaching_reg
6038                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
6039
6040                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
6041                       delete_insn (insn);
6042                       occr->deleted_p = 1;
6043                       if (!insn_inserted_p)
6044                         {
6045                           insert_insn_end_bb (index_map[i], bb, 0);
6046                           insn_inserted_p = 1;
6047                         }
6048                     }
6049                 }
6050             }
6051         }
6052     }
6053
6054   free (index_map);
6055 }
6056
6057 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
6058
6059    Return non-zero if a change was made.  */
6060
6061 static int
6062 one_code_hoisting_pass ()
6063 {
6064   int changed = 0;
6065
6066   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
6067   compute_expr_hash_table ();
6068   if (gcse_file)
6069     dump_hash_table (gcse_file, "Code Hosting Expressions", expr_hash_table,
6070                      expr_hash_table_size, n_exprs);
6071
6072   if (n_exprs > 0)
6073     {
6074       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, n_exprs);
6075       compute_code_hoist_data ();
6076       hoist_code ();
6077       free_code_hoist_mem ();
6078     }
6079
6080   free_expr_hash_table ();
6081
6082   return changed;
6083 }
6084 \f
6085 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
6086     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
6087     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
6088
6089             int i;
6090             float a[10];
6091
6092             void foo(float scale)
6093             {
6094               for (i=0; i<10; i++)
6095                 a[i] *= scale;
6096             }
6097
6098     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
6099     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom 
6100     of the loop. 
6101
6102       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is 
6103     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
6104     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
6105
6106       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
6107     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
6108     in the loop.  */
6109
6110 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
6111    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
6112
6113 static struct ls_expr *
6114 ldst_entry (x)
6115      rtx x;
6116 {
6117   struct ls_expr * ptr;
6118
6119   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6120     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x))
6121       break;
6122
6123   if (!ptr)
6124     {
6125       ptr = (struct ls_expr *) xmalloc (sizeof (struct ls_expr));
6126
6127       ptr->next         = pre_ldst_mems;
6128       ptr->expr         = NULL;
6129       ptr->pattern      = x;
6130       ptr->loads        = NULL_RTX;
6131       ptr->stores       = NULL_RTX;
6132       ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
6133       ptr->invalid      = 0;
6134       ptr->index        = 0;
6135       ptr->hash_index   = 0;
6136       pre_ldst_mems     = ptr;
6137     }
6138   
6139   return ptr;
6140 }
6141
6142 /* Free up an individual ldst entry.  */
6143
6144 static void 
6145 free_ldst_entry (ptr)
6146      struct ls_expr * ptr;
6147 {
6148   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
6149   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
6150
6151   free (ptr);
6152 }
6153
6154 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
6155
6156 static void
6157 free_ldst_mems ()
6158 {
6159   while (pre_ldst_mems) 
6160     {
6161       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
6162
6163       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6164
6165       free_ldst_entry (tmp);
6166     }
6167
6168   pre_ldst_mems = NULL;
6169 }
6170
6171 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
6172
6173 static void
6174 print_ldst_list (file)
6175      FILE * file;
6176 {
6177   struct ls_expr * ptr;
6178
6179   fprintf (file, "LDST list: \n");
6180
6181   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6182     {
6183       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
6184
6185       print_rtl (file, ptr->pattern);
6186
6187       fprintf (file, "\n         Loads : ");
6188
6189       if (ptr->loads)
6190         print_rtl (file, ptr->loads);
6191       else
6192         fprintf (file, "(nil)");
6193
6194       fprintf (file, "\n        Stores : ");
6195
6196       if (ptr->stores)
6197         print_rtl (file, ptr->stores);
6198       else
6199         fprintf (file, "(nil)");
6200
6201       fprintf (file, "\n\n");
6202     }
6203
6204   fprintf (file, "\n");
6205 }
6206
6207 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
6208
6209 static struct ls_expr *
6210 find_rtx_in_ldst (x)
6211      rtx x;
6212 {
6213   struct ls_expr * ptr;
6214   
6215   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6216     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x) && ! ptr->invalid)
6217       return ptr;
6218
6219   return NULL;
6220 }
6221
6222 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
6223
6224 static int
6225 enumerate_ldsts ()
6226 {
6227   struct ls_expr * ptr;
6228   int n = 0;
6229
6230   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6231     ptr->index = n++;
6232
6233   return n;
6234 }
6235
6236 /* Return first item in the list.  */
6237
6238 static inline struct ls_expr *
6239 first_ls_expr ()
6240 {
6241   return pre_ldst_mems;
6242 }
6243
6244 /* Return the next item in ther list after the specified one.  */
6245
6246 static inline struct ls_expr *
6247 next_ls_expr (ptr)
6248      struct ls_expr * ptr;
6249 {
6250   return ptr->next;
6251 }
6252 \f
6253 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
6254
6255 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
6256    side effects. These are the types of loads we consider for the
6257    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
6258
6259 static int 
6260 simple_mem (x)
6261      rtx x;
6262 {
6263   if (GET_CODE (x) != MEM)
6264     return 0;
6265   
6266   if (MEM_VOLATILE_P (x))
6267     return 0;
6268   
6269   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
6270     return 0;
6271
6272   if (!rtx_varies_p (XEXP (x, 0), 0))
6273     return 1;
6274   
6275   return 0;
6276 }
6277
6278 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.  
6279    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable 
6280    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL 
6281    loads since the aliasing code will allow all entries in the
6282    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
6283    the wrong value since gcse might common it and we won't know to 
6284    fix it up.  */
6285
6286 static void
6287 invalidate_any_buried_refs (x)
6288      rtx x;
6289 {
6290   const char * fmt;
6291   int i, j;
6292   struct ls_expr * ptr;
6293
6294   /* Invalidate it in the list.  */
6295   if (GET_CODE (x) == MEM && simple_mem (x))
6296     {
6297       ptr = ldst_entry (x);
6298       ptr->invalid = 1;
6299     }
6300
6301   /* Recursively process the insn.  */
6302   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6303   
6304   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6305     {
6306       if (fmt[i] == 'e')
6307         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
6308       else if (fmt[i] == 'E')
6309         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6310           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
6311     }
6312 }
6313
6314 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES. Simple
6315    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no
6316    side effects and no registers in the expression. If there are any 
6317    uses/defs which don't match this criteria, it is invalidated and
6318    trimmed out later.  */
6319
6320 static void 
6321 compute_ld_motion_mems ()
6322 {
6323   struct ls_expr * ptr;
6324   basic_block bb;
6325   rtx insn;
6326   
6327   pre_ldst_mems = NULL;
6328
6329   FOR_EACH_BB (bb)
6330     {
6331       for (insn = bb->head;
6332            insn && insn != NEXT_INSN (bb->end);
6333            insn = NEXT_INSN (insn))
6334         {
6335           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
6336             {
6337               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6338                 {
6339                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
6340                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
6341
6342                   /* Check for a simple LOAD...  */
6343                   if (GET_CODE (src) == MEM && simple_mem (src))
6344                     {
6345                       ptr = ldst_entry (src);
6346                       if (GET_CODE (dest) == REG)
6347                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
6348                       else
6349                         ptr->invalid = 1;
6350                     }
6351                   else
6352                     {
6353                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
6354                       invalidate_any_buried_refs (src);
6355                     }
6356                   
6357                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
6358                      will block any movement we might do later. We only care
6359                      about this exact pattern since those are the only
6360                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
6361                   if (GET_CODE (dest) == MEM && simple_mem (dest))
6362                     {
6363                       ptr = ldst_entry (dest);
6364                       
6365                       if (GET_CODE (src) != MEM
6366                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS)
6367                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6368                       else
6369                         ptr->invalid = 1;
6370                     }
6371                 }
6372               else
6373                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
6374             }
6375         }
6376     }
6377 }
6378
6379 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the 
6380    expression list for pre gcse.  */
6381
6382 static void
6383 trim_ld_motion_mems ()
6384 {
6385   struct ls_expr * last = NULL;
6386   struct ls_expr * ptr = first_ls_expr ();
6387
6388   while (ptr != NULL)
6389     {
6390       int del = ptr->invalid;
6391       struct expr * expr = NULL;
6392       
6393       /* Delete if entry has been made invalid.  */
6394       if (!del) 
6395         {
6396           unsigned int i;
6397           
6398           del = 1;
6399           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
6400           for (i = 0; i < expr_hash_table_size && del; i++)
6401             {
6402               for (expr = expr_hash_table[i]; 
6403                    expr != NULL; 
6404                    expr = expr->next_same_hash)
6405                 if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
6406                   {
6407                     del = 0;
6408                     break;
6409                   }
6410             }
6411         }
6412       
6413       if (del)
6414         {
6415           if (last != NULL)
6416             {
6417               last->next = ptr->next;
6418               free_ldst_entry (ptr);
6419               ptr = last->next;
6420             }
6421           else
6422             {
6423               pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6424               free_ldst_entry (ptr);
6425               ptr = pre_ldst_mems;
6426             }
6427         }
6428       else
6429         {
6430           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
6431           last = ptr;
6432           ptr->expr = expr;
6433           ptr = ptr->next;
6434         }
6435     }
6436
6437   /* Show the world what we've found.  */
6438   if (gcse_file && pre_ldst_mems != NULL)
6439     print_ldst_list (gcse_file);
6440 }
6441
6442 /* This routine will take an expression which we are replacing with
6443    a reaching register, and update any stores that are needed if
6444    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
6445    copying their SRC to the reaching register, and then storeing
6446    the reaching register into the store location. These keeps the
6447    correct value in the reaching register for the loads.  */
6448
6449 static void
6450 update_ld_motion_stores (expr)
6451      struct expr * expr;
6452 {
6453   struct ls_expr * mem_ptr;
6454
6455   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
6456     {
6457       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't 
6458          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be 
6459          dead and should be eliminated later.  */
6460
6461       /* We replace  SET mem = expr   with
6462            SET reg = expr
6463            SET mem = reg , where reg is the 
6464            reaching reg used in the load.  */
6465       rtx list = mem_ptr->stores;
6466       
6467       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
6468         {
6469           rtx insn = XEXP (list, 0);
6470           rtx pat = PATTERN (insn);
6471           rtx src = SET_SRC (pat);
6472           rtx reg = expr->reaching_reg;
6473           rtx copy, new;
6474
6475           /* If we've already copied it, continue.  */
6476           if (expr->reaching_reg == src)
6477             continue;
6478           
6479           if (gcse_file)
6480             {
6481               fprintf (gcse_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
6482               print_rtl (gcse_file, expr->reaching_reg);
6483               fprintf (gcse_file, ":\n  ");
6484               print_inline_rtx (gcse_file, insn, 8);
6485               fprintf (gcse_file, "\n");
6486             }
6487           
6488           copy = gen_move_insn ( reg, SET_SRC (pat));
6489           new = emit_insn_before (copy, insn);
6490           record_one_set (REGNO (reg), new);
6491           SET_SRC (pat) = reg;
6492
6493           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
6494           INSN_CODE (insn) = -1;
6495           gcse_create_count++;
6496         }
6497     }
6498 }
6499 \f
6500 /* Store motion code.  */
6501
6502 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the 
6503    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
6504 static sbitmap * regvec;
6505
6506 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
6507 static sbitmap * st_antloc;
6508
6509 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
6510 static int num_stores;
6511
6512 /* Checks to set if we need to mark a register set. Called from note_stores.  */
6513
6514 static void
6515 reg_set_info (dest, setter, data)
6516      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
6517      void * data ATTRIBUTE_UNUSED;
6518 {
6519   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
6520     dest = SUBREG_REG (dest);
6521
6522   if (GET_CODE (dest) == REG)
6523     SET_BIT (*regvec, REGNO (dest));
6524 }
6525
6526 /* Return non-zero if the register operands of expression X are killed 
6527    anywhere in basic block BB.  */
6528
6529 static int
6530 store_ops_ok (x, bb)
6531      rtx x;
6532      basic_block bb;
6533 {
6534   int i;
6535   enum rtx_code code;
6536   const char * fmt;
6537
6538   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
6539  repeat:
6540
6541   if (x == 0)
6542     return 1;
6543
6544   code = GET_CODE (x);
6545   switch (code)
6546     {
6547     case REG:
6548         /* If a reg has changed after us in this
6549            block, the operand has been killed.  */
6550         return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
6551
6552     case MEM:
6553       x = XEXP (x, 0);
6554       goto repeat;
6555
6556     case PRE_DEC:
6557     case PRE_INC:
6558     case POST_DEC:
6559     case POST_INC:
6560       return 0;
6561
6562     case PC:
6563     case CC0: /*FIXME*/
6564     case CONST:
6565     case CONST_INT:
6566     case CONST_DOUBLE:
6567     case CONST_VECTOR:
6568     case SYMBOL_REF:
6569     case LABEL_REF:
6570     case ADDR_VEC:
6571     case ADDR_DIFF_VEC:
6572       return 1;
6573
6574     default:
6575       break;
6576     }
6577
6578   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
6579   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6580   
6581   for (; i >= 0; i--)
6582     {
6583       if (fmt[i] == 'e')
6584         {
6585           rtx tem = XEXP (x, i);
6586
6587           /* If we are about to do the last recursive call
6588              needed at this level, change it into iteration.
6589              This function is called enough to be worth it.  */
6590           if (i == 0)
6591             {
6592               x = tem;
6593               goto repeat;
6594             }
6595           
6596           if (! store_ops_ok (tem, bb))
6597             return 0;
6598         }
6599       else if (fmt[i] == 'E')
6600         {
6601           int j;
6602           
6603           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6604             {
6605               if (! store_ops_ok (XVECEXP (x, i, j), bb))
6606                 return 0;
6607             }
6608         }
6609     }
6610
6611   return 1;
6612 }
6613
6614 /* Determine whether insn is MEM store pattern that we will consider moving.  */
6615
6616 static void
6617 find_moveable_store (insn)
6618      rtx insn;
6619 {
6620   struct ls_expr * ptr;
6621   rtx dest = PATTERN (insn);
6622
6623   if (GET_CODE (dest) != SET
6624       || GET_CODE (SET_SRC (dest)) == ASM_OPERANDS)
6625     return;
6626
6627   dest = SET_DEST (dest);
6628   
6629   if (GET_CODE (dest) != MEM || MEM_VOLATILE_P (dest)
6630       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
6631     return;
6632
6633   if (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != SYMBOL_REF)
6634       return;
6635
6636   if (rtx_varies_p (XEXP (dest, 0), 0))
6637     return;
6638
6639   ptr = ldst_entry (dest);
6640   ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6641 }
6642
6643 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6644    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6645
6646 static int
6647 compute_store_table ()
6648 {
6649   int ret;
6650   basic_block bb;
6651   unsigned regno;
6652   rtx insn, pat;
6653
6654   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6655
6656   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
6657                                                        max_gcse_regno);
6658   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
6659   pre_ldst_mems = 0;
6660
6661   /* Find all the stores we care about.  */
6662   FOR_EACH_BB (bb)
6663     {
6664       regvec = & (reg_set_in_block[bb->index]);
6665       for (insn = bb->end;
6666            insn && insn != PREV_INSN (bb->end);
6667            insn = PREV_INSN (insn))
6668         {
6669           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
6670           if (! INSN_P (insn))
6671             continue;
6672
6673           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6674             {
6675               bool clobbers_all = false;
6676 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
6677               if (NON_SAVING_SETJMP
6678                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
6679                 clobbers_all = true;
6680 #endif
6681
6682               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
6683                 if (clobbers_all
6684                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
6685                   SET_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
6686             }
6687           
6688           pat = PATTERN (insn);
6689           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
6690           
6691           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
6692           if (GET_CODE (pat) == SET)
6693             find_moveable_store (insn);
6694         }
6695     }
6696
6697   ret = enumerate_ldsts ();
6698   
6699   if (gcse_file)
6700     {
6701       fprintf (gcse_file, "Store Motion Expressions.\n");
6702       print_ldst_list (gcse_file);
6703     }
6704   
6705   return ret;
6706 }
6707
6708 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.  */
6709
6710 static int
6711 load_kills_store (x, store_pattern)
6712      rtx x, store_pattern;
6713 {
6714   if (true_dependence (x, GET_MODE (x), store_pattern, rtx_addr_varies_p))
6715     return 1;
6716   return 0;
6717 }
6718
6719 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias 
6720    STORE_PATTERN.  Return 1 if found.  */
6721
6722 static int
6723 find_loads (x, store_pattern)
6724      rtx x, store_pattern;
6725 {
6726   const char * fmt;
6727   int i, j;
6728   int ret = 0;
6729
6730   if (!x)
6731     return 0;
6732
6733   if (GET_CODE (x) == SET) 
6734     x = SET_SRC (x);
6735
6736   if (GET_CODE (x) == MEM)
6737     {
6738       if (load_kills_store (x, store_pattern))
6739         return 1;
6740     }
6741
6742   /* Recursively process the insn.  */
6743   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6744   
6745   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
6746     {
6747       if (fmt[i] == 'e')
6748         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern);
6749       else if (fmt[i] == 'E')
6750         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6751           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern);
6752     }
6753   return ret;
6754 }
6755
6756 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).  
6757    Return 1 if it it does.  */
6758
6759 static int 
6760 store_killed_in_insn (x, insn)
6761      rtx x, insn;
6762 {
6763   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
6764     return 0;
6765   
6766   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6767     {
6768       /* A normal or pure call might read from pattern,
6769          but a const call will not.  */
6770       return ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn) || pure_call_p (insn);
6771     }
6772   
6773   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6774     {
6775       rtx pat = PATTERN (insn);
6776       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
6777       if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM && !expr_equiv_p (SET_DEST (pat), x))
6778         /* pretend its a load and check for aliasing.  */
6779         if (find_loads (SET_DEST (pat), x))
6780           return 1;
6781       return find_loads (SET_SRC (pat), x);
6782     }
6783   else
6784     return find_loads (PATTERN (insn), x);
6785 }
6786
6787 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6788    within basic block BB.  */
6789
6790 static int 
6791 store_killed_after (x, insn, bb)
6792      rtx x, insn;
6793      basic_block bb;
6794 {
6795   rtx last = bb->end;
6796    
6797   if (insn == last)
6798     return 0;
6799
6800   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6801      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll 
6802      decide we can't move it, regardless of whether it changed above 
6803      or below the store. This could be improved by checking the register
6804      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6805   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6806     return 1;
6807
6808   for ( ; insn && insn != NEXT_INSN (last); insn = NEXT_INSN (insn))
6809     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6810       return 1;
6811    
6812   return 0;
6813 }
6814
6815 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6816    within basic block BB.  */
6817 static int 
6818 store_killed_before (x, insn, bb)
6819      rtx x, insn;
6820      basic_block bb;
6821 {
6822   rtx first = bb->head;
6823
6824   if (insn == first)
6825     return store_killed_in_insn (x, insn);
6826    
6827   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6828      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll 
6829      decide we can't move it, regardless of whether it changed above 
6830      or below the store. This could be improved by checking the register
6831      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6832   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6833     return 1;
6834
6835   for ( ; insn && insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6836     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6837       return 1;
6838    
6839   return 0;
6840 }
6841
6842 #define ANTIC_STORE_LIST(x)     ((x)->loads)
6843 #define AVAIL_STORE_LIST(x)     ((x)->stores)
6844
6845 /* Given the table of available store insns at the end of blocks,
6846    determine which ones are not killed by aliasing, and generate
6847    the appropriate vectors for gen and killed.  */
6848 static void
6849 build_store_vectors () 
6850 {
6851   basic_block bb, b;
6852   rtx insn, st;
6853   struct ls_expr * ptr;
6854
6855   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
6856      by aliasing later in its block.  */
6857   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6858   sbitmap_vector_zero (ae_gen, last_basic_block);
6859
6860   st_antloc = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6861   sbitmap_vector_zero (st_antloc, last_basic_block);
6862
6863   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6864     { 
6865       /* Put all the stores into either the antic list, or the avail list,
6866          or both.  */
6867       rtx store_list = ptr->stores;
6868       ptr->stores = NULL_RTX;
6869
6870       for (st = store_list; st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6871         {
6872           insn = XEXP (st, 0);
6873           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6874           
6875           if (!store_killed_after (ptr->pattern, insn, bb))
6876             {
6877               /* If we've already seen an availale expression in this block,
6878                  we can delete the one we saw already (It occurs earlier in
6879                  the block), and replace it with this one). We'll copy the
6880                  old SRC expression to an unused register in case there
6881                  are any side effects.  */
6882               if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6883                 {
6884                   /* Find previous store.  */
6885                   rtx st;
6886                   for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st ; st = XEXP (st, 1))
6887                     if (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (st, 0)) == bb)
6888                       break;
6889                   if (st)
6890                     {
6891                       rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
6892                       if (gcse_file)
6893                         fprintf (gcse_file, "Removing redundant store:\n");
6894                       replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb);
6895                       XEXP (st, 0) = insn;
6896                       continue;
6897                     }
6898                 }
6899               SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
6900               AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6901                                                         AVAIL_STORE_LIST (ptr));
6902             }
6903           
6904           if (!store_killed_before (ptr->pattern, insn, bb))
6905             {
6906               SET_BIT (st_antloc[BLOCK_NUM (insn)], ptr->index);
6907               ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6908                                                         ANTIC_STORE_LIST (ptr));
6909             }
6910         }
6911       
6912       /* Free the original list of store insns.  */
6913       free_INSN_LIST_list (&store_list);
6914     }
6915           
6916   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6917   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
6918
6919   transp = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6920   sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
6921
6922   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6923     FOR_EACH_BB (b)
6924       {
6925         if (store_killed_after (ptr->pattern, b->head, b))
6926           {
6927             /* The anticipatable expression is not killed if it's gen'd.  */
6928             /*
6929               We leave this check out for now. If we have a code sequence 
6930               in a block which looks like:
6931                         ST MEMa = x
6932                         L     y = MEMa
6933                         ST MEMa = z
6934               We should flag this as having an ANTIC expression, NOT
6935               transparent, NOT killed, and AVAIL.
6936               Unfortunately, since we haven't re-written all loads to
6937               use the reaching reg, we'll end up doing an incorrect 
6938               Load in the middle here if we push the store down. It happens in
6939                     gcc.c-torture/execute/960311-1.c with -O3
6940               If we always kill it in this case, we'll sometimes do
6941               uneccessary work, but it shouldn't actually hurt anything.
6942             if (!TEST_BIT (ae_gen[b], ptr->index)).  */
6943             SET_BIT (ae_kill[b->index], ptr->index);
6944           }
6945         else
6946           SET_BIT (transp[b->index], ptr->index);
6947       }
6948
6949   /* Any block with no exits calls some non-returning function, so
6950      we better mark the store killed here, or we might not store to
6951      it at all.  If we knew it was abort, we wouldn't have to store,
6952      but we don't know that for sure.  */
6953   if (gcse_file) 
6954     {
6955       fprintf (gcse_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
6956       print_ldst_list (gcse_file);
6957       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_antloc", "", st_antloc, last_basic_block);
6958       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_kill", "", ae_kill, last_basic_block);
6959       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "Transpt", "", transp, last_basic_block);
6960       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_avloc", "", ae_gen, last_basic_block);
6961     }
6962 }
6963
6964 /* Insert an instruction at the begining of a basic block, and update 
6965    the BLOCK_HEAD if needed.  */
6966
6967 static void 
6968 insert_insn_start_bb (insn, bb)
6969      rtx insn;
6970      basic_block bb;
6971 {
6972   /* Insert at start of successor block.  */
6973   rtx prev = PREV_INSN (bb->head);
6974   rtx before = bb->head;
6975   while (before != 0)
6976     {
6977       if (GET_CODE (before) != CODE_LABEL
6978           && (GET_CODE (before) != NOTE
6979               || NOTE_LINE_NUMBER (before) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
6980         break;
6981       prev = before;
6982       if (prev == bb->end)
6983         break;
6984       before = NEXT_INSN (before);
6985     }
6986
6987   insn = emit_insn_after (insn, prev);
6988
6989   if (gcse_file)
6990     {
6991       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
6992                bb->index);
6993       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
6994       fprintf (gcse_file, "\n");
6995     }
6996 }
6997
6998 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
6999    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns non-zero
7000    if an edge insertion was performed.  */
7001
7002 static int
7003 insert_store (expr, e)
7004      struct ls_expr * expr;
7005      edge e;
7006 {
7007   rtx reg, insn;
7008   basic_block bb;
7009   edge tmp;
7010
7011   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
7012      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
7013   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7014     return 0;
7015
7016   reg = expr->reaching_reg;
7017   insn = gen_move_insn (expr->pattern, reg);
7018   
7019   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
7020      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
7021      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
7022   bb = e->dest;
7023   for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7024     {
7025       int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7026       if (index == EDGE_INDEX_NO_EDGE)
7027         abort ();
7028       if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
7029         break;
7030     }
7031
7032   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
7033      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
7034   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
7035     {
7036       for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7037         {
7038           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7039           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
7040         }
7041       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7042       return 0;
7043     }
7044   
7045   /* We can't insert on this edge, so we'll insert at the head of the
7046      successors block.  See Morgan, sec 10.5.  */
7047   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
7048     {
7049       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7050       return 0;
7051     }
7052
7053   insert_insn_on_edge (insn, e);
7054   
7055   if (gcse_file)
7056     {
7057       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
7058                e->src->index, e->dest->index);
7059       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7060       fprintf (gcse_file, "\n");
7061     }
7062   
7063   return 1;
7064 }
7065
7066 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
7067
7068 static void
7069 replace_store_insn (reg, del, bb)
7070      rtx reg, del;
7071      basic_block bb;
7072 {
7073   rtx insn;
7074   
7075   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (PATTERN (del)));
7076   insn = emit_insn_after (insn, del);
7077   
7078   if (gcse_file)
7079     {
7080       fprintf (gcse_file, 
7081                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
7082       print_inline_rtx (gcse_file, del, 6);
7083       fprintf (gcse_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
7084       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7085       fprintf (gcse_file, "\n");
7086     }
7087   
7088   delete_insn (del);
7089 }
7090
7091
7092 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
7093    the reaching_reg for later storing.  */
7094
7095 static void
7096 delete_store (expr, bb)
7097      struct ls_expr * expr;
7098      basic_block bb;
7099 {
7100   rtx reg, i, del;
7101
7102   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7103     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
7104   
7105
7106   /* If there is more than 1 store, the earlier ones will be dead, 
7107      but it doesn't hurt to replace them here.  */  
7108   reg = expr->reaching_reg;
7109   
7110   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
7111     {
7112       del = XEXP (i, 0);
7113       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
7114         {
7115           /* We know there is only one since we deleted redundant 
7116              ones during the available computation.  */
7117           replace_store_insn (reg, del, bb);
7118           break;
7119         }
7120     }
7121 }
7122
7123 /* Free memory used by store motion.  */
7124
7125 static void 
7126 free_store_memory ()
7127 {
7128   free_ldst_mems ();
7129   
7130   if (ae_gen)
7131     sbitmap_vector_free (ae_gen);
7132   if (ae_kill)
7133     sbitmap_vector_free (ae_kill);
7134   if (transp)
7135     sbitmap_vector_free (transp);
7136   if (st_antloc)
7137     sbitmap_vector_free (st_antloc);
7138   if (pre_insert_map)
7139     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
7140   if (pre_delete_map)
7141     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
7142   if (reg_set_in_block)
7143     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7144   
7145   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
7146   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
7147 }
7148
7149 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
7150    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
7151
7152 static void
7153 store_motion ()
7154 {
7155   basic_block bb;
7156   int x;
7157   struct ls_expr * ptr;
7158   int update_flow = 0;
7159
7160   if (gcse_file)
7161     {
7162       fprintf (gcse_file, "before store motion\n");
7163       print_rtl (gcse_file, get_insns ());
7164     }
7165
7166
7167   init_alias_analysis ();
7168
7169   /* Find all the stores that are live to the end of their block.  */
7170   num_stores = compute_store_table ();
7171   if (num_stores == 0)
7172     {
7173       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7174       end_alias_analysis ();
7175       return;
7176     }
7177
7178   /* Now compute whats actually available to move.  */
7179   add_noreturn_fake_exit_edges ();
7180   build_store_vectors ();
7181
7182   edge_list = pre_edge_rev_lcm (gcse_file, num_stores, transp, ae_gen, 
7183                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map, 
7184                                 &pre_delete_map);
7185
7186   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
7187   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7188     {
7189       FOR_EACH_BB (bb)
7190         if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], ptr->index))
7191           delete_store (ptr, bb);
7192
7193       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
7194         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
7195           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
7196     }
7197
7198   if (update_flow)
7199     commit_edge_insertions ();
7200
7201   free_store_memory ();
7202   free_edge_list (edge_list);
7203   remove_fake_edges ();
7204   end_alias_analysis ();
7205 }