OSDN Git Service

2007-06-18 Seongbae Park <seongbae.park@gmail.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
4    2006, 2007 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, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
21 02110-1301, 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 "coretypes.h"
149 #include "tm.h"
150 #include "toplev.h"
151
152 #include "rtl.h"
153 #include "tree.h"
154 #include "tm_p.h"
155 #include "regs.h"
156 #include "hard-reg-set.h"
157 #include "flags.h"
158 #include "real.h"
159 #include "insn-config.h"
160 #include "recog.h"
161 #include "basic-block.h"
162 #include "output.h"
163 #include "function.h"
164 #include "expr.h"
165 #include "except.h"
166 #include "ggc.h"
167 #include "params.h"
168 #include "cselib.h"
169 #include "intl.h"
170 #include "obstack.h"
171 #include "timevar.h"
172 #include "tree-pass.h"
173 #include "hashtab.h"
174 #include "df.h"
175 #include "dbgcnt.h"
176
177 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
178    moving loop invariant calculations out of loops.
179
180    Originally this tended to create worse overall code, but several
181    improvements during the development of PRE seem to have made following
182    back edges generally a win.
183
184    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
185    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
186    out of loops.  At some point we might need to move some of those
187    heuristics into gcse.c.  */
188
189 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
190    are a superset of those done by GCSE.
191
192    We perform the following steps:
193
194    1) Compute basic block information.
195
196    2) Compute table of places where registers are set.
197
198    3) Perform copy/constant propagation.
199
200    4) Perform global cse using lazy code motion if not optimizing
201       for size, or code hoisting if we are.
202
203    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
204
205    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
206    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
207    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
208    GCSE will try to use an existing register containing the common
209    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
210    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
211
212    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
213    (set (pseudo-reg) (expression)).
214    Function want_to_gcse_p says what these are.
215
216    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
217    partially redundant).
218
219    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
220    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
221    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
222
223    **********************
224
225    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
226    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
227    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
228    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
229    the expense.
230
231    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
232    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
233    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
234    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
235
236    It was found doing copy propagation between each pass enables further
237    substitutions.
238
239    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
240    a while to converge.  Hence we only perform one pass.  The parameter
241    max-gcse-passes can be modified if one wants to experiment.
242
243    **********************
244
245    The steps for PRE are:
246
247    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
248
249    2) Perform the data flow analysis for PRE.
250
251    3) Delete the redundant instructions
252
253    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
254       redundant instructions fully redundant.
255
256    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
257       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
258
259    The deletion is done first so that when we do insertions we
260    know which pseudo reg to use.
261
262    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
263    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
264    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
265
266    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
267    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
268    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
269    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
270    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
271    each register in each block and thus can try to use an existing
272    register.  */
273 \f
274 /* GCSE global vars.  */
275
276 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
277    want to do this for two cases.
278
279     * If we changed any jumps via cprop.
280
281     * If we added any labels via edge splitting.  */
282 static int run_jump_opt_after_gcse;
283
284 /* An obstack for our working variables.  */
285 static struct obstack gcse_obstack;
286
287 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
288
289 /* Hash table of expressions.  */
290
291 struct expr
292 {
293   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
294   rtx expr;
295   /* Index in the available expression bitmaps.  */
296   int bitmap_index;
297   /* Next entry with the same hash.  */
298   struct expr *next_same_hash;
299   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
300      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
301      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
302      to the occurrence and the output is not used between the start of
303      the block and the occurrence.  */
304   struct occr *antic_occr;
305   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
306      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
307      basic block and the operands are not modified by following statements in
308      the basic block [including this insn].  */
309   struct occr *avail_occr;
310   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
311      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
312      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
313   rtx reaching_reg;
314 };
315
316 /* Occurrence of an expression.
317    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
318    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
319
320 struct occr
321 {
322   /* Next occurrence of this expression.  */
323   struct occr *next;
324   /* The insn that computes the expression.  */
325   rtx insn;
326   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
327   char deleted_p;
328   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
329      reaching_reg.  */
330   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
331      the same byte.  */
332   char copied_p;
333 };
334
335 /* Expression and copy propagation hash tables.
336    Each hash table is an array of buckets.
337    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
338    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
339    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
340    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
341    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
342    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
343
344 struct hash_table
345 {
346   /* The table itself.
347      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
348   struct expr **table;
349
350   /* Size of the hash table, in elements.  */
351   unsigned int size;
352
353   /* Number of hash table elements.  */
354   unsigned int n_elems;
355
356   /* Whether the table is expression of copy propagation one.  */
357   int set_p;
358 };
359
360 /* Expression hash table.  */
361 static struct hash_table expr_hash_table;
362
363 /* Copy propagation hash table.  */
364 static struct hash_table set_hash_table;
365
366 /* Mapping of uids to cuids.
367    Only real insns get cuids.  */
368 static int *uid_cuid;
369
370 /* Highest UID in UID_CUID.  */
371 static int max_uid;
372
373 /* Get the cuid of an insn.  */
374 #ifdef ENABLE_CHECKING
375 #define INSN_CUID(INSN) \
376   (gcc_assert (INSN_UID (INSN) <= max_uid), uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
377 #else
378 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
379 #endif
380
381 /* Number of cuids.  */
382 static int max_cuid;
383
384 /* Mapping of cuids to insns.  */
385 static rtx *cuid_insn;
386
387 /* Get insn from cuid.  */
388 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
389
390 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
391    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
392    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
393 static unsigned int max_gcse_regno;
394
395 /* Table of registers that are modified.
396
397    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
398    is set.
399
400    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
401    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
402    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
403
404    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
405    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
406    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
407    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
408    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
409    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
410    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
411    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
412    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
413    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
414    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
415    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
416    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
417
418 typedef struct reg_set
419 {
420   /* The next setting of this register.  */
421   struct reg_set *next;
422   /* The index of the block where it was set.  */
423   int bb_index;
424 } reg_set;
425
426 static reg_set **reg_set_table;
427
428 /* Size of `reg_set_table'.
429    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
430    necessary.  */
431 static int reg_set_table_size;
432
433 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
434 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
435
436 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
437    or store motion.
438    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
439    anything except itself. (i.e., loads and stores to a single location).
440    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
441    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
442    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
443    no side effects so we can re-issue the setter value.
444    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
445    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
446
447 struct ls_expr
448 {
449   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
450   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
451   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
452   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
453   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
454   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
455   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
456   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
457   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
458   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
459 };
460
461 /* Array of implicit set patterns indexed by basic block index.  */
462 static rtx *implicit_sets;
463
464 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
465 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
466
467 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
468 static htab_t pre_ldst_table = NULL;
469
470 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
471    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
472    the start of the basic block.  */
473 static regset reg_set_bitmap;
474
475 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
476    This is used by compute_transp.
477    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
478    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
479    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
480 static sbitmap *reg_set_in_block;
481
482 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
483    memory within that block.  */
484 static rtx * modify_mem_list;
485 static bitmap modify_mem_list_set;
486
487 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
488 static rtx * canon_modify_mem_list;
489
490 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
491    function calls.  */
492 static bitmap blocks_with_calls;
493
494 /* Various variables for statistics gathering.  */
495
496 /* Memory used in a pass.
497    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
498    to keep an eye on memory usage.  */
499 static int bytes_used;
500
501 /* GCSE substitutions made.  */
502 static int gcse_subst_count;
503 /* Number of copy instructions created.  */
504 static int gcse_create_count;
505 /* Number of local constants propagated.  */
506 static int local_const_prop_count;
507 /* Number of local copies propagated.  */
508 static int local_copy_prop_count;
509 /* Number of global constants propagated.  */
510 static int global_const_prop_count;
511 /* Number of global copies propagated.  */
512 static int global_copy_prop_count;
513 \f
514 /* For available exprs */
515 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen;
516 \f
517 static void compute_can_copy (void);
518 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
519 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
520 static void *grealloc (void *, size_t);
521 static void *gcse_alloc (unsigned long);
522 static void alloc_gcse_mem (void);
523 static void free_gcse_mem (void);
524 static void alloc_reg_set_mem (int);
525 static void free_reg_set_mem (void);
526 static void record_one_set (int, rtx);
527 static void record_set_info (rtx, rtx, void *);
528 static void compute_sets (void);
529 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table *, int);
530 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table *);
531 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table *);
532 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table *);
533 static int want_to_gcse_p (rtx);
534 static bool can_assign_to_reg_p (rtx);
535 static bool gcse_constant_p (rtx);
536 static int oprs_unchanged_p (rtx, rtx, int);
537 static int oprs_anticipatable_p (rtx, rtx);
538 static int oprs_available_p (rtx, rtx);
539 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int,
540                                   struct hash_table *);
541 static void insert_set_in_table (rtx, rtx, struct hash_table *);
542 static unsigned int hash_expr (rtx, enum machine_mode, int *, int);
543 static unsigned int hash_set (int, int);
544 static int expr_equiv_p (rtx, rtx);
545 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
546 static void record_last_mem_set_info (rtx);
547 static void record_last_set_info (rtx, rtx, void *);
548 static void compute_hash_table (struct hash_table *);
549 static void alloc_hash_table (int, struct hash_table *, int);
550 static void free_hash_table (struct hash_table *);
551 static void compute_hash_table_work (struct hash_table *);
552 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table *);
553 static struct expr *lookup_set (unsigned int, struct hash_table *);
554 static struct expr *next_set (unsigned int, struct expr *);
555 static void reset_opr_set_tables (void);
556 static int oprs_not_set_p (rtx, rtx);
557 static void mark_call (rtx);
558 static void mark_set (rtx, rtx);
559 static void mark_clobber (rtx, rtx);
560 static void mark_oprs_set (rtx);
561 static void alloc_cprop_mem (int, int);
562 static void free_cprop_mem (void);
563 static void compute_transp (rtx, int, sbitmap *, int);
564 static void compute_transpout (void);
565 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
566                                       struct hash_table *);
567 static void compute_cprop_data (void);
568 static void find_used_regs (rtx *, void *);
569 static int try_replace_reg (rtx, rtx, rtx);
570 static struct expr *find_avail_set (int, rtx);
571 static int cprop_jump (basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx);
572 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, rtx, void *);
573 static int load_killed_in_block_p (basic_block, int, rtx, int);
574 static void canon_list_insert (rtx, rtx, void *);
575 static int cprop_insn (rtx, int);
576 static int cprop (int);
577 static void find_implicit_sets (void);
578 static int one_cprop_pass (int, bool, bool);
579 static bool constprop_register (rtx, rtx, rtx, bool);
580 static struct expr *find_bypass_set (int, int);
581 static bool reg_killed_on_edge (rtx, edge);
582 static int bypass_block (basic_block, rtx, rtx);
583 static int bypass_conditional_jumps (void);
584 static void alloc_pre_mem (int, int);
585 static void free_pre_mem (void);
586 static void compute_pre_data (void);
587 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
588                                     basic_block);
589 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block, int);
590 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
591 static void pre_insert_copies (void);
592 static int pre_delete (void);
593 static int pre_gcse (void);
594 static int one_pre_gcse_pass (int);
595 static void add_label_notes (rtx, rtx);
596 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
597 static void free_code_hoist_mem (void);
598 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
599 static void compute_code_hoist_data (void);
600 static int hoist_expr_reaches_here_p (basic_block, int, basic_block, char *);
601 static void hoist_code (void);
602 static int one_code_hoisting_pass (void);
603 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
604 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
605 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
606                                          basic_block, char *);
607 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
608 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
609 static void free_ldst_mems (void);
610 static void print_ldst_list (FILE *);
611 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
612 static int enumerate_ldsts (void);
613 static inline struct ls_expr * first_ls_expr (void);
614 static inline struct ls_expr * next_ls_expr (struct ls_expr *);
615 static int simple_mem (rtx);
616 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
617 static void compute_ld_motion_mems (void);
618 static void trim_ld_motion_mems (void);
619 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
620 static void reg_set_info (rtx, rtx, void *);
621 static void reg_clear_last_set (rtx, rtx, void *);
622 static bool store_ops_ok (rtx, int *);
623 static rtx extract_mentioned_regs (rtx);
624 static rtx extract_mentioned_regs_helper (rtx, rtx);
625 static void find_moveable_store (rtx, int *, int *);
626 static int compute_store_table (void);
627 static bool load_kills_store (rtx, rtx, int);
628 static bool find_loads (rtx, rtx, int);
629 static bool store_killed_in_insn (rtx, rtx, rtx, int);
630 static bool store_killed_after (rtx, rtx, rtx, basic_block, int *, rtx *);
631 static bool store_killed_before (rtx, rtx, rtx, basic_block, int *);
632 static void build_store_vectors (void);
633 static void insert_insn_start_basic_block (rtx, basic_block);
634 static int insert_store (struct ls_expr *, edge);
635 static void remove_reachable_equiv_notes (basic_block, struct ls_expr *);
636 static void replace_store_insn (rtx, rtx, basic_block, struct ls_expr *);
637 static void delete_store (struct ls_expr *, basic_block);
638 static void free_store_memory (void);
639 static void store_motion (void);
640 static void free_insn_expr_list_list (rtx *);
641 static void clear_modify_mem_tables (void);
642 static void free_modify_mem_tables (void);
643 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
644 static void local_cprop_find_used_regs (rtx *, void *);
645 static bool do_local_cprop (rtx, rtx, bool, rtx*);
646 static bool adjust_libcall_notes (rtx, rtx, rtx, rtx*);
647 static void local_cprop_pass (bool);
648 static bool is_too_expensive (const char *);
649 \f
650
651 /* Entry point for global common subexpression elimination.
652    F is the first instruction in the function.  Return nonzero if a
653    change is mode.  */
654
655 static int
656 gcse_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
657 {
658   int changed, pass;
659   /* Bytes used at start of pass.  */
660   int initial_bytes_used;
661   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
662   int max_pass_bytes;
663   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
664   char *gcse_obstack_bottom;
665
666   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
667      setjmp, so just punt to be safe.  */
668   if (current_function_calls_setjmp)
669     return 0;
670
671   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
672   run_jump_opt_after_gcse = 0;
673
674   /* Identify the basic block information for this function, including
675      successors and predecessors.  */
676   max_gcse_regno = max_reg_num ();
677
678   df_note_add_problem ();
679   df_analyze ();
680
681   if (dump_file)
682     dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
683
684   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
685   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
686       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
687     return 0;
688
689   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
690   bytes_used = 0;
691
692   /* We need alias.  */
693   init_alias_analysis ();
694   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
695      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
696      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
697      computation.
698
699      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
700      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
701      information about memory sets when we build the hash tables.  */
702
703   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
704   compute_sets ();
705
706   pass = 0;
707   initial_bytes_used = bytes_used;
708   max_pass_bytes = 0;
709   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
710   changed = 1;
711   while (changed && pass < MAX_GCSE_PASSES)
712     {
713       changed = 0;
714       if (dump_file)
715         fprintf (dump_file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
716
717       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
718          and the reg_set_table data.  */
719       bytes_used = initial_bytes_used;
720
721       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
722       max_gcse_regno = max_reg_num ();
723
724       alloc_gcse_mem ();
725
726       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
727          during this pass.  */
728       timevar_push (TV_CPROP1);
729       changed = one_cprop_pass (pass + 1, false, false);
730       timevar_pop (TV_CPROP1);
731
732       if (optimize_size)
733         /* Do nothing.  */ ;
734       else
735         {
736           timevar_push (TV_PRE);
737           changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
738           /* We may have just created new basic blocks.  Release and
739              recompute various things which are sized on the number of
740              basic blocks.  */
741           if (changed)
742             {
743               free_modify_mem_tables ();
744               modify_mem_list = gcalloc (last_basic_block, sizeof (rtx));
745               canon_modify_mem_list = gcalloc (last_basic_block, sizeof (rtx));
746             }
747           free_reg_set_mem ();
748           alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
749           compute_sets ();
750           run_jump_opt_after_gcse = 1;
751           timevar_pop (TV_PRE);
752         }
753
754       if (max_pass_bytes < bytes_used)
755         max_pass_bytes = bytes_used;
756
757       /* Free up memory, then reallocate for code hoisting.  We can
758          not re-use the existing allocated memory because the tables
759          will not have info for the insns or registers created by
760          partial redundancy elimination.  */
761       free_gcse_mem ();
762
763       /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
764          for code size -- it rarely makes programs faster, and can make
765          them bigger if we did partial redundancy elimination (when optimizing
766          for space, we don't run the partial redundancy algorithms).  */
767       if (optimize_size)
768         {
769           timevar_push (TV_HOIST);
770           max_gcse_regno = max_reg_num ();
771           alloc_gcse_mem ();
772           changed |= one_code_hoisting_pass ();
773           free_gcse_mem ();
774
775           if (max_pass_bytes < bytes_used)
776             max_pass_bytes = bytes_used;
777           timevar_pop (TV_HOIST);
778         }
779
780       if (dump_file)
781         {
782           fprintf (dump_file, "\n");
783           fflush (dump_file);
784         }
785
786       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
787       pass++;
788     }
789
790   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
791      conditional jumps.  */
792
793   max_gcse_regno = max_reg_num ();
794   alloc_gcse_mem ();
795   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
796   timevar_push (TV_CPROP2);
797   one_cprop_pass (pass + 1, true, true);
798   timevar_pop (TV_CPROP2);
799   free_gcse_mem ();
800
801   if (dump_file)
802     {
803       fprintf (dump_file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
804                current_function_name (), n_basic_blocks);
805       fprintf (dump_file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
806                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
807     }
808
809   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
810   free_reg_set_mem ();
811
812   /* We are finished with alias.  */
813   end_alias_analysis ();
814
815   if (!optimize_size && flag_gcse_sm)
816     {
817       timevar_push (TV_LSM);
818       store_motion ();
819       timevar_pop (TV_LSM);
820     }
821
822   /* Record where pseudo-registers are set.  */
823   return run_jump_opt_after_gcse;
824 }
825 \f
826 /* Misc. utilities.  */
827
828 /* Nonzero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
829    This is trivially true for integer and floating point values.
830    It may or may not be true for condition codes.  */
831 static char can_copy[(int) NUM_MACHINE_MODES];
832
833 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
834
835 static void
836 compute_can_copy (void)
837 {
838   int i;
839 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
840   rtx reg, insn;
841 #endif
842   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
843
844   start_sequence ();
845   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
846     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
847       {
848 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
849         can_copy[i] = 0;
850 #else
851         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
852         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
853         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
854           can_copy[i] = 1;
855 #endif
856       }
857     else
858       can_copy[i] = 1;
859
860   end_sequence ();
861 }
862
863 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
864
865 bool
866 can_copy_p (enum machine_mode mode)
867 {
868   static bool can_copy_init_p = false;
869
870   if (! can_copy_init_p)
871     {
872       compute_can_copy ();
873       can_copy_init_p = true;
874     }
875
876   return can_copy[mode] != 0;
877 }
878 \f
879 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
880
881 static void *
882 gmalloc (size_t size)
883 {
884   bytes_used += size;
885   return xmalloc (size);
886 }
887
888 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
889
890 static void *
891 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
892 {
893   bytes_used += nelem * elsize;
894   return xcalloc (nelem, elsize);
895 }
896
897 /* Cover function to xrealloc.
898    We don't record the additional size since we don't know it.
899    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
900
901 static void *
902 grealloc (void *ptr, size_t size)
903 {
904   return xrealloc (ptr, size);
905 }
906
907 /* Cover function to obstack_alloc.  */
908
909 static void *
910 gcse_alloc (unsigned long size)
911 {
912   bytes_used += size;
913   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
914 }
915
916 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
917    and reg/memory set tracking tables.
918
919    This is called at the start of each pass.  */
920
921 static void
922 alloc_gcse_mem (void)
923 {
924   int i;
925   basic_block bb;
926   rtx insn;
927
928   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
929      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
930      and only apply to real insns.
931      (Actually, there are gaps, for insn that are not inside a basic block.
932      but we should never see those anyway, so this is OK.)  */
933
934   max_uid = get_max_uid ();
935   uid_cuid = gcalloc (max_uid + 1, sizeof (int));
936   i = 0;
937   FOR_EACH_BB (bb)
938     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
939       {
940         if (INSN_P (insn))
941           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
942         else
943           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
944       }
945
946   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
947
948   max_cuid = i;
949   cuid_insn = gcalloc (max_cuid + 1, sizeof (rtx));
950   i = 0;
951   FOR_EACH_BB (bb)
952     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
953       if (INSN_P (insn))
954         CUID_INSN (i++) = insn;
955
956   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
957   reg_set_bitmap = BITMAP_ALLOC (NULL);
958
959   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
960   reg_set_in_block = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, max_gcse_regno);
961   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
962      basic block.  */
963   modify_mem_list = gcalloc (last_basic_block, sizeof (rtx));
964   canon_modify_mem_list = gcalloc (last_basic_block, sizeof (rtx));
965   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
966   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
967 }
968
969 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
970
971 static void
972 free_gcse_mem (void)
973 {
974   free (uid_cuid);
975   free (cuid_insn);
976
977   BITMAP_FREE (reg_set_bitmap);
978
979   sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
980   free_modify_mem_tables ();
981   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
982   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
983 }
984 \f
985 /* Compute the local properties of each recorded expression.
986
987    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
988    other blocks.
989
990    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
991    in the block.
992
993    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
994    at least once and expression would contain the same value if the
995    computation was moved to the end of the block.
996
997    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
998    least once and expression would contain the same value if the computation
999    was moved to the beginning of the block.
1000
1001    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
1002    basically the same information and thus can easily share this code.
1003
1004    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
1005    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
1006    particular property.
1007
1008    TABLE controls which hash table to look at.  If it is  set hash table,
1009    additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1010    ABSALTERED.  */
1011
1012 static void
1013 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
1014                           struct hash_table *table)
1015 {
1016   unsigned int i;
1017
1018   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1019   if (transp)
1020     {
1021       if (table->set_p)
1022         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
1023       else
1024         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
1025     }
1026
1027   if (comp)
1028     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
1029   if (antloc)
1030     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
1031
1032   for (i = 0; i < table->size; i++)
1033     {
1034       struct expr *expr;
1035
1036       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1037         {
1038           int indx = expr->bitmap_index;
1039           struct occr *occr;
1040
1041           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1042              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1043              then reset the bits for those that are.  */
1044           if (transp)
1045             compute_transp (expr->expr, indx, transp, table->set_p);
1046
1047           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1048              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
1049           if (antloc)
1050             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1051               {
1052                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1053
1054                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1055                    initialize this.  */
1056                 occr->deleted_p = 0;
1057               }
1058
1059           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1060              we want to set to nonzero in COMP.  */
1061           if (comp)
1062             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1063               {
1064                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1065
1066                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1067                    initialize this.  */
1068                 occr->copied_p = 0;
1069               }
1070
1071           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1072              initialize this.  */
1073           expr->reaching_reg = 0;
1074         }
1075     }
1076 }
1077 \f
1078 /* Register set information.
1079
1080    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1081    modified.  */
1082
1083 static struct obstack reg_set_obstack;
1084
1085 static void
1086 alloc_reg_set_mem (int n_regs)
1087 {
1088   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1089   reg_set_table = gcalloc (reg_set_table_size, sizeof (struct reg_set *));
1090
1091   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1092 }
1093
1094 static void
1095 free_reg_set_mem (void)
1096 {
1097   free (reg_set_table);
1098   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1099 }
1100
1101 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1102
1103 static void
1104 record_one_set (int regno, rtx insn)
1105 {
1106   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1107   struct reg_set *new_reg_info;
1108
1109   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1110   if (regno >= reg_set_table_size)
1111     {
1112       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1113
1114       reg_set_table = grealloc (reg_set_table,
1115                                 new_size * sizeof (struct reg_set *));
1116       memset (reg_set_table + reg_set_table_size, 0,
1117               (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1118       reg_set_table_size = new_size;
1119     }
1120
1121   new_reg_info = obstack_alloc (&reg_set_obstack, sizeof (struct reg_set));
1122   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1123   new_reg_info->bb_index = BLOCK_NUM (insn);
1124   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1125   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1126 }
1127
1128 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1129    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1130    occurring.  */
1131
1132 static void
1133 record_set_info (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1134 {
1135   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1136
1137   if (REG_P (dest) && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1138     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1139 }
1140
1141 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1142
1143    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1144    `reg_set_table' for further documentation.  */
1145
1146 static void
1147 compute_sets (void)
1148 {
1149   basic_block bb;
1150   rtx insn;
1151
1152   FOR_EACH_BB (bb)
1153     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1154       if (INSN_P (insn))
1155         note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1156 }
1157 \f
1158 /* Hash table support.  */
1159
1160 struct reg_avail_info
1161 {
1162   basic_block last_bb;
1163   int first_set;
1164   int last_set;
1165 };
1166
1167 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1168 static basic_block current_bb;
1169
1170
1171 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1172    GCSE.  */
1173
1174 static int
1175 want_to_gcse_p (rtx x)
1176 {
1177 #ifdef STACK_REGS
1178   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
1179      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
1180      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
1181   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
1182     x = avoid_constant_pool_reference (x);
1183 #endif
1184
1185   switch (GET_CODE (x))
1186     {
1187     case REG:
1188     case SUBREG:
1189     case CONST_INT:
1190     case CONST_DOUBLE:
1191     case CONST_VECTOR:
1192     case CALL:
1193       return 0;
1194
1195     default:
1196       return can_assign_to_reg_p (x);
1197     }
1198 }
1199
1200 /* Used internally by can_assign_to_reg_p.  */
1201
1202 static GTY(()) rtx test_insn;
1203
1204 /* Return true if we can assign X to a pseudo register.  */
1205
1206 static bool
1207 can_assign_to_reg_p (rtx x)
1208 {
1209   int num_clobbers = 0;
1210   int icode;
1211
1212   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1213   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1214     return 1;
1215   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1216     return 0;
1217
1218   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1219      our test insn if we haven't already.  */
1220   if (test_insn == 0)
1221     {
1222       test_insn
1223         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1224                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1225                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1226                                       const0_rtx));
1227       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1228     }
1229
1230   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1231      valid.  */
1232   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1233   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1234   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1235           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1236 }
1237
1238 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
1239    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1240    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1241
1242 static int
1243 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx insn, int avail_p)
1244 {
1245   int i, j;
1246   enum rtx_code code;
1247   const char *fmt;
1248
1249   if (x == 0)
1250     return 1;
1251
1252   code = GET_CODE (x);
1253   switch (code)
1254     {
1255     case REG:
1256       {
1257         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1258
1259         if (info->last_bb != current_bb)
1260           return 1;
1261         if (avail_p)
1262           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1263         else
1264           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1265       }
1266
1267     case MEM:
1268       if (load_killed_in_block_p (current_bb, INSN_CUID (insn),
1269                                   x, avail_p))
1270         return 0;
1271       else
1272         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1273
1274     case PRE_DEC:
1275     case PRE_INC:
1276     case POST_DEC:
1277     case POST_INC:
1278     case PRE_MODIFY:
1279     case POST_MODIFY:
1280       return 0;
1281
1282     case PC:
1283     case CC0: /*FIXME*/
1284     case CONST:
1285     case CONST_INT:
1286     case CONST_DOUBLE:
1287     case CONST_VECTOR:
1288     case SYMBOL_REF:
1289     case LABEL_REF:
1290     case ADDR_VEC:
1291     case ADDR_DIFF_VEC:
1292       return 1;
1293
1294     default:
1295       break;
1296     }
1297
1298   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1299     {
1300       if (fmt[i] == 'e')
1301         {
1302           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1303              level, change it into iteration.  This function is called enough
1304              to be worth it.  */
1305           if (i == 0)
1306             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1307
1308           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1309             return 0;
1310         }
1311       else if (fmt[i] == 'E')
1312         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1313           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1314             return 0;
1315     }
1316
1317   return 1;
1318 }
1319
1320 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1321    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1322    conflict between two memory references.  */
1323 static int gcse_mems_conflict_p;
1324
1325 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1326    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1327    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1328    this memory load.  */
1329 static rtx gcse_mem_operand;
1330
1331 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1332    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1333    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1334
1335 static void
1336 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
1337                           void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1338 {
1339   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1340          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1341          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1342     dest = XEXP (dest, 0);
1343
1344   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1345      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1346      elsewhere.  */
1347   if (! MEM_P (dest))
1348     return;
1349
1350   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1351      don't mark as killed this time.  */
1352
1353   if (expr_equiv_p (dest, gcse_mem_operand) && pre_ldst_mems != NULL)
1354     {
1355       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1356         gcse_mems_conflict_p = 1;
1357       return;
1358     }
1359
1360   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1361                        rtx_addr_varies_p))
1362     gcse_mems_conflict_p = 1;
1363 }
1364
1365 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1366    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1367    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1368    before UID_LIMIT.
1369
1370    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1371    AVAIL_P to 0.  */
1372
1373 static int
1374 load_killed_in_block_p (basic_block bb, int uid_limit, rtx x, int avail_p)
1375 {
1376   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1377
1378   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1379   if (MEM_READONLY_P (x))
1380     return 0;
1381
1382   while (list_entry)
1383     {
1384       rtx setter;
1385       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1386       if ((avail_p
1387            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1388           || (! avail_p
1389               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1390         {
1391           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1392           continue;
1393         }
1394
1395       setter = XEXP (list_entry, 0);
1396
1397       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1398          to pure functions are never put on the list, so we need not
1399          worry about them.  */
1400       if (CALL_P (setter))
1401         return 1;
1402
1403       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1404          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
1405
1406          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1407          communicate via global variables.  Yuk.  */
1408       gcse_mem_operand = x;
1409       gcse_mems_conflict_p = 0;
1410       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1411       if (gcse_mems_conflict_p)
1412         return 1;
1413       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1414     }
1415   return 0;
1416 }
1417
1418 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1419    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1420
1421 static int
1422 oprs_anticipatable_p (rtx x, rtx insn)
1423 {
1424   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1425 }
1426
1427 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1428    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1429
1430 static int
1431 oprs_available_p (rtx x, rtx insn)
1432 {
1433   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1434 }
1435
1436 /* Hash expression X.
1437
1438    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1439    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1440    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1441    the current size of the hash table to be probed.  */
1442
1443 static unsigned int
1444 hash_expr (rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1445            int hash_table_size)
1446 {
1447   unsigned int hash;
1448
1449   *do_not_record_p = 0;
1450
1451   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p,
1452                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
1453   return hash % hash_table_size;
1454 }
1455
1456 /* Hash a set of register REGNO.
1457
1458    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1459    propagation code.
1460
1461    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1462
1463 static unsigned int
1464 hash_set (int regno, int hash_table_size)
1465 {
1466   unsigned int hash;
1467
1468   hash = regno;
1469   return hash % hash_table_size;
1470 }
1471
1472 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1473
1474 static int
1475 expr_equiv_p (rtx x, rtx y)
1476 {
1477   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1478 }
1479
1480 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1481    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1482    basic block.
1483
1484    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1485    It is only used if X is a CONST_INT.
1486
1487    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1488    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.  */
1489
1490 static void
1491 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1492                       int avail_p, struct hash_table *table)
1493 {
1494   int found, do_not_record_p;
1495   unsigned int hash;
1496   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1497   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1498
1499   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1500
1501   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1502      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1503      to or can't handle.  */
1504   if (do_not_record_p)
1505     return;
1506
1507   cur_expr = table->table[hash];
1508   found = 0;
1509
1510   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1511     {
1512       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1513          the list.  */
1514       last_expr = cur_expr;
1515       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1516     }
1517
1518   if (! found)
1519     {
1520       cur_expr = gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1521       bytes_used += sizeof (struct expr);
1522       if (table->table[hash] == NULL)
1523         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1524         table->table[hash] = cur_expr;
1525       else
1526         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1527         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1528
1529       /* Set the fields of the expr element.  */
1530       cur_expr->expr = x;
1531       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1532       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1533       cur_expr->antic_occr = NULL;
1534       cur_expr->avail_occr = NULL;
1535     }
1536
1537   /* Now record the occurrence(s).  */
1538   if (antic_p)
1539     {
1540       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1541
1542       if (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
1543         antic_occr = NULL;
1544
1545       if (antic_occr)
1546         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1547            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1548            block and the block is scanned from start to end.  */
1549         ; /* nothing to do */
1550       else
1551         {
1552           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1553           antic_occr = gcse_alloc (sizeof (struct occr));
1554           bytes_used += sizeof (struct occr);
1555           antic_occr->insn = insn;
1556           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1557           antic_occr->deleted_p = 0;
1558           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1559         }
1560     }
1561
1562   if (avail_p)
1563     {
1564       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1565
1566       if (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) == BLOCK_NUM (insn))
1567         {
1568           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1569              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1570              the last one in the block and the block is scanned from start
1571              to end.  */
1572           avail_occr->insn = insn;
1573         }
1574       else
1575         {
1576           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1577           avail_occr = gcse_alloc (sizeof (struct occr));
1578           bytes_used += sizeof (struct occr);
1579           avail_occr->insn = insn;
1580           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1581           avail_occr->deleted_p = 0;
1582           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1583         }
1584     }
1585 }
1586
1587 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
1588    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
1589    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1590    basic block.  */
1591
1592 static void
1593 insert_set_in_table (rtx x, rtx insn, struct hash_table *table)
1594 {
1595   int found;
1596   unsigned int hash;
1597   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1598   struct occr *cur_occr;
1599
1600   gcc_assert (GET_CODE (x) == SET && REG_P (SET_DEST (x)));
1601
1602   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), table->size);
1603
1604   cur_expr = table->table[hash];
1605   found = 0;
1606
1607   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1608     {
1609       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1610          the list.  */
1611       last_expr = cur_expr;
1612       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1613     }
1614
1615   if (! found)
1616     {
1617       cur_expr = gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1618       bytes_used += sizeof (struct expr);
1619       if (table->table[hash] == NULL)
1620         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1621         table->table[hash] = cur_expr;
1622       else
1623         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1624         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1625
1626       /* Set the fields of the expr element.
1627          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
1628          performed on its operands.  */
1629       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
1630       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1631       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1632       cur_expr->antic_occr = NULL;
1633       cur_expr->avail_occr = NULL;
1634     }
1635
1636   /* Now record the occurrence.  */
1637   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
1638
1639   if (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) == BLOCK_NUM (insn))
1640     {
1641       /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1642          Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1643          the last one in the block and the block is scanned from start
1644          to end.  */
1645       cur_occr->insn = insn;
1646     }
1647   else
1648     {
1649       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1650       cur_occr = gcse_alloc (sizeof (struct occr));
1651       bytes_used += sizeof (struct occr);
1652
1653           cur_occr->insn = insn;
1654           cur_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1655           cur_occr->deleted_p = 0;
1656           cur_expr->avail_occr = cur_occr;
1657     }
1658 }
1659
1660 /* Determine whether the rtx X should be treated as a constant for
1661    the purposes of GCSE's constant propagation.  */
1662
1663 static bool
1664 gcse_constant_p (rtx x)
1665 {
1666   /* Consider a COMPARE of two integers constant.  */
1667   if (GET_CODE (x) == COMPARE
1668       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == CONST_INT
1669       && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT)
1670     return true;
1671
1672   /* Consider a COMPARE of the same registers is a constant
1673      if they are not floating point registers.  */
1674   if (GET_CODE(x) == COMPARE
1675       && REG_P (XEXP (x, 0)) && REG_P (XEXP (x, 1))
1676       && REGNO (XEXP (x, 0)) == REGNO (XEXP (x, 1))
1677       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 0)))
1678       && ! FLOAT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (x, 1))))
1679     return true;
1680
1681   return CONSTANT_P (x);
1682 }
1683
1684 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash TABLE (set or
1685    expression one).  */
1686
1687 static void
1688 hash_scan_set (rtx pat, rtx insn, struct hash_table *table)
1689 {
1690   rtx src = SET_SRC (pat);
1691   rtx dest = SET_DEST (pat);
1692   rtx note;
1693
1694   if (GET_CODE (src) == CALL)
1695     hash_scan_call (src, insn, table);
1696
1697   else if (REG_P (dest))
1698     {
1699       unsigned int regno = REGNO (dest);
1700       rtx tmp;
1701
1702       /* See if a REG_NOTE shows this equivalent to a simpler expression.
1703          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1704          redundant constants, addresses or other expressions that are
1705          constructed with multiple instructions.  */
1706       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1707       if (note != 0
1708           && (table->set_p
1709               ? gcse_constant_p (XEXP (note, 0))
1710               : want_to_gcse_p (XEXP (note, 0))))
1711         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1712
1713       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1714       if (! table->set_p
1715           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1716           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1717           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1718           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1719              do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
1720              for now.  */
1721           && !find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
1722           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1723           && want_to_gcse_p (src)
1724           /* Don't CSE a nop.  */
1725           && ! set_noop_p (pat)
1726           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1727              At this point this only function parameters should have
1728              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1729              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1730              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1731           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1732         {
1733           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1734              modified before this insn or if this is not the only SET in
1735              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1736              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1737              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1738           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1739                         && !multiple_sets (insn);
1740           /* An expression is not available if its operands are
1741              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1742              available if this is a branch, because we can't insert
1743              a set after the branch.  */
1744           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1745                          && ! JUMP_P (insn));
1746
1747           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p, table);
1748         }
1749
1750       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
1751       else if (table->set_p
1752                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1753                && ((REG_P (src)
1754                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1755                     && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1756                     && REGNO (src) != regno)
1757                    || gcse_constant_p (src))
1758                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
1759                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
1760                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
1761                && (insn == BB_END (BLOCK_FOR_INSN (insn))
1762                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
1763                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
1764         insert_set_in_table (pat, insn, table);
1765     }
1766   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1767      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1768      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1769   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1770       {
1771         unsigned int regno = REGNO (src);
1772
1773         /* Do not do this for constant/copy propagation.  */
1774         if (! table->set_p
1775             /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1776             && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1777            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1778            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1779            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1780               do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
1781               for now.  */
1782            && ! find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
1783            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1784            && want_to_gcse_p (dest)
1785            /* Don't CSE a nop.  */
1786            && ! set_noop_p (pat)
1787            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1788               At this point this only function parameters should have
1789               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1790               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1791               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1792            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1793                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1794              {
1795                /* Stores are never anticipatable.  */
1796                int antic_p = 0;
1797                /* An expression is not available if its operands are
1798                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1799                   available if this is a branch, because we can't insert
1800                   a set after the branch.  */
1801                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1802                              && ! JUMP_P (insn);
1803
1804                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1805                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1806                                      antic_p, avail_p, table);
1807              }
1808       }
1809 }
1810
1811 static void
1812 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1813                    struct hash_table *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1814 {
1815   /* Currently nothing to do.  */
1816 }
1817
1818 static void
1819 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1820                 struct hash_table *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1821 {
1822   /* Currently nothing to do.  */
1823 }
1824
1825 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
1826
1827    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
1828
1829    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
1830    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
1831    are also in the PARALLEL.  Later.
1832
1833    If SET_P is nonzero, this is for the assignment hash table,
1834    otherwise it is for the expression hash table.
1835    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
1836    not record any expressions.  */
1837
1838 static void
1839 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table *table, int in_libcall_block)
1840 {
1841   rtx pat = PATTERN (insn);
1842   int i;
1843
1844   if (in_libcall_block)
1845     return;
1846
1847   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1848      what's been modified.  */
1849
1850   if (GET_CODE (pat) == SET)
1851     hash_scan_set (pat, insn, table);
1852   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1853     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1854       {
1855         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1856
1857         if (GET_CODE (x) == SET)
1858           hash_scan_set (x, insn, table);
1859         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1860           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1861         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1862           hash_scan_call (x, insn, table);
1863       }
1864
1865   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1866     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1867   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1868     hash_scan_call (pat, insn, table);
1869 }
1870
1871 static void
1872 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table *table)
1873 {
1874   int i;
1875   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1876   struct expr **flat_table;
1877   unsigned int *hash_val;
1878   struct expr *expr;
1879
1880   flat_table = xcalloc (table->n_elems, sizeof (struct expr *));
1881   hash_val = xmalloc (table->n_elems * sizeof (unsigned int));
1882
1883   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1884     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1885       {
1886         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1887         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1888       }
1889
1890   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1891            name, table->size, table->n_elems);
1892
1893   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1894     if (flat_table[i] != 0)
1895       {
1896         expr = flat_table[i];
1897         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
1898                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
1899         print_rtl (file, expr->expr);
1900         fprintf (file, "\n");
1901       }
1902
1903   fprintf (file, "\n");
1904
1905   free (flat_table);
1906   free (hash_val);
1907 }
1908
1909 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1910
1911    first_set records the first place in the block where the register
1912    is set and is used to compute "anticipatability".
1913
1914    last_set records the last place in the block where the register
1915    is set and is used to compute "availability".
1916
1917    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1918    valid, as a quick test to invalidate them.
1919
1920    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
1921    and is used to compute "transparency".  */
1922
1923 static void
1924 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1925 {
1926   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1927   int cuid = INSN_CUID (insn);
1928
1929   info->last_set = cuid;
1930   if (info->last_bb != current_bb)
1931     {
1932       info->last_bb = current_bb;
1933       info->first_set = cuid;
1934       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb->index], regno);
1935     }
1936 }
1937
1938
1939 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1940    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1941    taken off pairwise.  */
1942
1943 static void
1944 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, rtx unused1 ATTRIBUTE_UNUSED,
1945                    void * v_insn)
1946 {
1947   rtx dest_addr, insn;
1948   int bb;
1949
1950   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1951       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1952       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1953     dest = XEXP (dest, 0);
1954
1955   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1956      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1957      elsewhere.  */
1958
1959   if (! MEM_P (dest))
1960     return;
1961
1962   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1963   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1964   insn = (rtx) v_insn;
1965   bb = BLOCK_NUM (insn);
1966
1967   canon_modify_mem_list[bb] =
1968     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
1969   canon_modify_mem_list[bb] =
1970     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
1971 }
1972
1973 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1974    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1975    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1976
1977 static void
1978 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1979 {
1980   int bb = BLOCK_NUM (insn);
1981
1982   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1983      everything.  */
1984   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
1985   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1986
1987   if (CALL_P (insn))
1988     {
1989       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
1990          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
1991          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
1992       canon_modify_mem_list[bb] =
1993         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
1994       bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1995     }
1996   else
1997     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1998 }
1999
2000 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2001    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2002    the SET is taking place.  */
2003
2004 static void
2005 record_last_set_info (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
2006 {
2007   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2008
2009   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2010     dest = SUBREG_REG (dest);
2011
2012   if (REG_P (dest))
2013     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2014   else if (MEM_P (dest)
2015            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2016            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2017     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2018 }
2019
2020 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2021
2022    Expression entries are placed in the hash table if
2023    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2024    - src is something we want to perform GCSE on,
2025    - none of the operands are subsequently modified in the block
2026
2027    Assignment entries are placed in the hash table if
2028    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2029    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2030    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2031
2032    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2033
2034    TABLE is the table computed.  */
2035
2036 static void
2037 compute_hash_table_work (struct hash_table *table)
2038 {
2039   unsigned int i;
2040
2041   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2042      registers are set in which blocks.
2043      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2044      compute.  Later.  */
2045   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
2046
2047   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2048   clear_modify_mem_tables ();
2049   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2050   reg_avail_info = gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2051
2052   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2053     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
2054
2055   FOR_EACH_BB (current_bb)
2056     {
2057       rtx insn;
2058       unsigned int regno;
2059       int in_libcall_block;
2060
2061       /* First pass over the instructions records information used to
2062          determine when registers and memory are first and last set.
2063          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2064          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2065
2066       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
2067         {
2068           if (! INSN_P (insn))
2069             continue;
2070
2071           if (CALL_P (insn))
2072             {
2073               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2074                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2075                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2076
2077               mark_call (insn);
2078             }
2079
2080           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2081         }
2082
2083       /* Insert implicit sets in the hash table.  */
2084       if (table->set_p
2085           && implicit_sets[current_bb->index] != NULL_RTX)
2086         hash_scan_set (implicit_sets[current_bb->index],
2087                        BB_HEAD (current_bb), table);
2088
2089       /* The next pass builds the hash table.  */
2090       in_libcall_block = 0;
2091       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
2092         if (INSN_P (insn))
2093           {
2094             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2095               in_libcall_block = 1;
2096             else if (table->set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2097               in_libcall_block = 0;
2098             hash_scan_insn (insn, table, in_libcall_block);
2099             if (!table->set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2100               in_libcall_block = 0;
2101           }
2102     }
2103
2104   free (reg_avail_info);
2105   reg_avail_info = NULL;
2106 }
2107
2108 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
2109    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2110    It is used to determine the number of buckets to use.
2111    SET_P determines whether set or expression table will
2112    be created.  */
2113
2114 static void
2115 alloc_hash_table (int n_insns, struct hash_table *table, int set_p)
2116 {
2117   int n;
2118
2119   table->size = n_insns / 4;
2120   if (table->size < 11)
2121     table->size = 11;
2122
2123   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2124      Making it an odd number is simplest for now.
2125      ??? Later take some measurements.  */
2126   table->size |= 1;
2127   n = table->size * sizeof (struct expr *);
2128   table->table = gmalloc (n);
2129   table->set_p = set_p;
2130 }
2131
2132 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
2133
2134 static void
2135 free_hash_table (struct hash_table *table)
2136 {
2137   free (table->table);
2138 }
2139
2140 /* Compute the hash TABLE for doing copy/const propagation or
2141    expression hash table.  */
2142
2143 static void
2144 compute_hash_table (struct hash_table *table)
2145 {
2146   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2147   table->n_elems = 0;
2148   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
2149
2150   compute_hash_table_work (table);
2151 }
2152 \f
2153 /* Expression tracking support.  */
2154
2155 /* Lookup REGNO in the set TABLE.  The result is a pointer to the
2156    table entry, or NULL if not found.  */
2157
2158 static struct expr *
2159 lookup_set (unsigned int regno, struct hash_table *table)
2160 {
2161   unsigned int hash = hash_set (regno, table->size);
2162   struct expr *expr;
2163
2164   expr = table->table[hash];
2165
2166   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2167     expr = expr->next_same_hash;
2168
2169   return expr;
2170 }
2171
2172 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2173
2174 static struct expr *
2175 next_set (unsigned int regno, struct expr *expr)
2176 {
2177   do
2178     expr = expr->next_same_hash;
2179   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2180
2181   return expr;
2182 }
2183
2184 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
2185    types may be mixed.  */
2186
2187 static void
2188 free_insn_expr_list_list (rtx *listp)
2189 {
2190   rtx list, next;
2191
2192   for (list = *listp; list ; list = next)
2193     {
2194       next = XEXP (list, 1);
2195       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
2196         free_EXPR_LIST_node (list);
2197       else
2198         free_INSN_LIST_node (list);
2199     }
2200
2201   *listp = NULL;
2202 }
2203
2204 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
2205 static void
2206 clear_modify_mem_tables (void)
2207 {
2208   unsigned i;
2209   bitmap_iterator bi;
2210
2211   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
2212     {
2213       free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i);
2214       free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i);
2215     }
2216   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
2217   bitmap_clear (blocks_with_calls);
2218 }
2219
2220 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
2221
2222 static void
2223 free_modify_mem_tables (void)
2224 {
2225   clear_modify_mem_tables ();
2226   free (modify_mem_list);
2227   free (canon_modify_mem_list);
2228   modify_mem_list = 0;
2229   canon_modify_mem_list = 0;
2230 }
2231
2232 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2233    start of the block].  */
2234
2235 static void
2236 reset_opr_set_tables (void)
2237 {
2238   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2239      the block.  */
2240   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
2241
2242   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2243      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2244      location has been modified.  */
2245   clear_modify_mem_tables ();
2246 }
2247
2248 /* Return nonzero if the operands of X are not set before INSN in
2249    INSN's basic block.  */
2250
2251 static int
2252 oprs_not_set_p (rtx x, rtx insn)
2253 {
2254   int i, j;
2255   enum rtx_code code;
2256   const char *fmt;
2257
2258   if (x == 0)
2259     return 1;
2260
2261   code = GET_CODE (x);
2262   switch (code)
2263     {
2264     case PC:
2265     case CC0:
2266     case CONST:
2267     case CONST_INT:
2268     case CONST_DOUBLE:
2269     case CONST_VECTOR:
2270     case SYMBOL_REF:
2271     case LABEL_REF:
2272     case ADDR_VEC:
2273     case ADDR_DIFF_VEC:
2274       return 1;
2275
2276     case MEM:
2277       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn),
2278                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2279         return 0;
2280       else
2281         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2282
2283     case REG:
2284       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2285
2286     default:
2287       break;
2288     }
2289
2290   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2291     {
2292       if (fmt[i] == 'e')
2293         {
2294           /* If we are about to do the last recursive call
2295              needed at this level, change it into iteration.
2296              This function is called enough to be worth it.  */
2297           if (i == 0)
2298             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2299
2300           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2301             return 0;
2302         }
2303       else if (fmt[i] == 'E')
2304         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2305           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2306             return 0;
2307     }
2308
2309   return 1;
2310 }
2311
2312 /* Mark things set by a CALL.  */
2313
2314 static void
2315 mark_call (rtx insn)
2316 {
2317   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2318     record_last_mem_set_info (insn);
2319 }
2320
2321 /* Mark things set by a SET.  */
2322
2323 static void
2324 mark_set (rtx pat, rtx insn)
2325 {
2326   rtx dest = SET_DEST (pat);
2327
2328   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2329          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2330          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2331     dest = XEXP (dest, 0);
2332
2333   if (REG_P (dest))
2334     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2335   else if (MEM_P (dest))
2336     record_last_mem_set_info (insn);
2337
2338   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2339     mark_call (insn);
2340 }
2341
2342 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2343
2344 static void
2345 mark_clobber (rtx pat, rtx insn)
2346 {
2347   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2348
2349   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2350     clob = XEXP (clob, 0);
2351
2352   if (REG_P (clob))
2353     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2354   else
2355     record_last_mem_set_info (insn);
2356 }
2357
2358 /* Record things set by INSN.
2359    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2360
2361 static void
2362 mark_oprs_set (rtx insn)
2363 {
2364   rtx pat = PATTERN (insn);
2365   int i;
2366
2367   if (GET_CODE (pat) == SET)
2368     mark_set (pat, insn);
2369   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2370     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2371       {
2372         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2373
2374         if (GET_CODE (x) == SET)
2375           mark_set (x, insn);
2376         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2377           mark_clobber (x, insn);
2378         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2379           mark_call (insn);
2380       }
2381
2382   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2383     mark_clobber (pat, insn);
2384   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2385     mark_call (insn);
2386 }
2387
2388 \f
2389 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
2390
2391 /* Local properties of assignments.  */
2392 static sbitmap *cprop_pavloc;
2393 static sbitmap *cprop_absaltered;
2394
2395 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
2396 static sbitmap *cprop_avin;
2397 static sbitmap *cprop_avout;
2398
2399 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
2400    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
2401
2402 static void
2403 alloc_cprop_mem (int n_blocks, int n_sets)
2404 {
2405   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2406   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2407
2408   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2409   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
2410 }
2411
2412 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
2413
2414 static void
2415 free_cprop_mem (void)
2416 {
2417   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
2418   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
2419   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
2420   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
2421 }
2422
2423 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
2424    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
2425    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
2426    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
2427    bit in BMAP.  */
2428
2429 static void
2430 compute_transp (rtx x, int indx, sbitmap *bmap, int set_p)
2431 {
2432   int i, j;
2433   basic_block bb;
2434   enum rtx_code code;
2435   reg_set *r;
2436   const char *fmt;
2437
2438   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2439      can't do it when there's no return value.  */
2440  repeat:
2441
2442   if (x == 0)
2443     return;
2444
2445   code = GET_CODE (x);
2446   switch (code)
2447     {
2448     case REG:
2449       if (set_p)
2450         {
2451           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2452             {
2453               FOR_EACH_BB (bb)
2454                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
2455                   SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
2456             }
2457           else
2458             {
2459               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
2460                 SET_BIT (bmap[r->bb_index], indx);
2461             }
2462         }
2463       else
2464         {
2465           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
2466             {
2467               FOR_EACH_BB (bb)
2468                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
2469                   RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
2470             }
2471           else
2472             {
2473               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
2474                 RESET_BIT (bmap[r->bb_index], indx);
2475             }
2476         }
2477
2478       return;
2479
2480     case MEM:
2481       if (! MEM_READONLY_P (x))
2482         {
2483           bitmap_iterator bi;
2484           unsigned bb_index;
2485
2486           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
2487              do any list walking for them.  */
2488           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
2489             {
2490               if (set_p)
2491                 SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2492               else
2493                 RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2494             }
2495
2496             /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
2497                but which do not have any calls.  */
2498             EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 
2499                                             blocks_with_calls,
2500                                             0, bb_index, bi)
2501               {
2502                 rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb_index];
2503
2504                 while (list_entry)
2505                   {
2506                     rtx dest, dest_addr;
2507
2508                     /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
2509                        Examine each hunk of memory that is modified.  */
2510
2511                     dest = XEXP (list_entry, 0);
2512                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2513                     dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
2514
2515                     if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
2516                                                x, rtx_addr_varies_p))
2517                       {
2518                         if (set_p)
2519                           SET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2520                         else
2521                           RESET_BIT (bmap[bb_index], indx);
2522                         break;
2523                       }
2524                     list_entry = XEXP (list_entry, 1);
2525                   }
2526               }
2527         }
2528
2529       x = XEXP (x, 0);
2530       goto repeat;
2531
2532     case PC:
2533     case CC0: /*FIXME*/
2534     case CONST:
2535     case CONST_INT:
2536     case CONST_DOUBLE:
2537     case CONST_VECTOR:
2538     case SYMBOL_REF:
2539     case LABEL_REF:
2540     case ADDR_VEC:
2541     case ADDR_DIFF_VEC:
2542       return;
2543
2544     default:
2545       break;
2546     }
2547
2548   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2549     {
2550       if (fmt[i] == 'e')
2551         {
2552           /* If we are about to do the last recursive call
2553              needed at this level, change it into iteration.
2554              This function is called enough to be worth it.  */
2555           if (i == 0)
2556             {
2557               x = XEXP (x, i);
2558               goto repeat;
2559             }
2560
2561           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
2562         }
2563       else if (fmt[i] == 'E')
2564         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2565           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
2566     }
2567 }
2568
2569 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
2570    propagation.  */
2571
2572 static void
2573 compute_cprop_data (void)
2574 {
2575   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, &set_hash_table);
2576   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
2577                      cprop_avout, cprop_avin);
2578 }
2579 \f
2580 /* Copy/constant propagation.  */
2581
2582 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
2583 #define MAX_USES 8
2584
2585 /* Table of uses found in an insn.
2586    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
2587 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
2588
2589 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
2590 static int reg_use_count;
2591
2592 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
2593    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
2594    and contains the number of uses in the table upon exit.
2595
2596    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
2597    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
2598
2599 static void
2600 find_used_regs (rtx *xptr, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2601 {
2602   int i, j;
2603   enum rtx_code code;
2604   const char *fmt;
2605   rtx x = *xptr;
2606
2607   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
2608      can't do it when there's no return value.  */
2609  repeat:
2610   if (x == 0)
2611     return;
2612
2613   code = GET_CODE (x);
2614   if (REG_P (x))
2615     {
2616       if (reg_use_count == MAX_USES)
2617         return;
2618
2619       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
2620       reg_use_count++;
2621     }
2622
2623   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
2624
2625   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2626     {
2627       if (fmt[i] == 'e')
2628         {
2629           /* If we are about to do the last recursive call
2630              needed at this level, change it into iteration.
2631              This function is called enough to be worth it.  */
2632           if (i == 0)
2633             {
2634               x = XEXP (x, 0);
2635               goto repeat;
2636             }
2637
2638           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
2639         }
2640       else if (fmt[i] == 'E')
2641         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2642           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
2643     }
2644 }
2645
2646 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
2647    Returns nonzero is successful.  */
2648
2649 static int
2650 try_replace_reg (rtx from, rtx to, rtx insn)
2651 {
2652   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2653   rtx src = 0;
2654   int success = 0;
2655   rtx set = single_set (insn);
2656
2657   /* Usually we substitute easy stuff, so we won't copy everything.
2658      We however need to take care to not duplicate non-trivial CONST
2659      expressions.  */
2660   to = copy_rtx (to);
2661
2662   validate_replace_src_group (from, to, insn);
2663   if (num_changes_pending () && apply_change_group ())
2664     success = 1;
2665
2666   /* Try to simplify SET_SRC if we have substituted a constant.  */
2667   if (success && set && CONSTANT_P (to))
2668     {
2669       src = simplify_rtx (SET_SRC (set));
2670
2671       if (src)
2672         validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0);
2673     }
2674
2675   /* If there is already a REG_EQUAL note, update the expression in it
2676      with our replacement.  */
2677   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
2678     set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL,
2679                          simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to));
2680   if (!success && set && reg_mentioned_p (from, SET_SRC (set)))
2681     {
2682       /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
2683          the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
2684          SETs, but it probably won't buy us anything.  */
2685       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
2686
2687       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
2688           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
2689         success = 1;
2690
2691       /* If we've failed to do replacement, have a single SET, don't already
2692          have a note, and have no special SET, add a REG_EQUAL note to not
2693          lose information.  */
2694       if (!success && note == 0 && set != 0
2695           && GET_CODE (SET_DEST (set)) != ZERO_EXTRACT
2696           && GET_CODE (SET_DEST (set)) != STRICT_LOW_PART)
2697         note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
2698     }
2699
2700   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
2701      We don't allow that. Remove that note. This code ought
2702      not to happen, because previous code ought to synthesize
2703      reg-reg move, but be on the safe side.  */
2704   if (note && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL && REG_P (XEXP (note, 0)))
2705     remove_note (insn, note);
2706
2707   return success;
2708 }
2709
2710 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
2711    NULL no such set is found.  */
2712
2713 static struct expr *
2714 find_avail_set (int regno, rtx insn)
2715 {
2716   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
2717      use in a substitution.  */
2718   struct expr *set1 = 0;
2719
2720   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
2721      available at the start of the block containing INSN.  i.e. we would
2722      need two sets like this available at the start of the block:
2723
2724        (set (reg X) (reg Y))
2725        (set (reg Y) (reg X))
2726
2727      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
2728      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
2729   while (1)
2730     {
2731       rtx src;
2732       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
2733
2734       /* Find a set that is available at the start of the block
2735          which contains INSN.  */
2736       while (set)
2737         {
2738           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
2739             break;
2740           set = next_set (regno, set);
2741         }
2742
2743       /* If no available set was found we've reached the end of the
2744          (possibly empty) copy chain.  */
2745       if (set == 0)
2746         break;
2747
2748       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
2749
2750       src = SET_SRC (set->expr);
2751
2752       /* We know the set is available.
2753          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
2754          have changed since the start of the block).
2755
2756          If the source operand changed, we may still use it for the next
2757          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
2758
2759       if (gcse_constant_p (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
2760         set1 = set;
2761
2762       /* If the source of the set is anything except a register, then
2763          we have reached the end of the copy chain.  */
2764       if (! REG_P (src))
2765         break;
2766
2767       /* Follow the copy chain, i.e. start another iteration of the loop
2768          and see if we have an available copy into SRC.  */
2769       regno = REGNO (src);
2770     }
2771
2772   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
2773      INSN.  */
2774   return set1;
2775 }
2776
2777 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
2778    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
2779    it is the instruction that immediately precedes JUMP, and must be a
2780    single SET of a register.  FROM is what we will try to replace,
2781    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
2782    if a change was made.  */
2783
2784 static int
2785 cprop_jump (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump, rtx from, rtx src)
2786 {
2787   rtx new, set_src, note_src;
2788   rtx set = pc_set (jump);
2789   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (jump);
2790
2791   if (note)
2792     {
2793       note_src = XEXP (note, 0);
2794       if (GET_CODE (note_src) == EXPR_LIST)
2795         note_src = NULL_RTX;
2796     }
2797   else note_src = NULL_RTX;
2798
2799   /* Prefer REG_EQUAL notes except those containing EXPR_LISTs.  */
2800   set_src = note_src ? note_src : SET_SRC (set);
2801
2802   /* First substitute the SETCC condition into the JUMP instruction,
2803      then substitute that given values into this expanded JUMP.  */
2804   if (setcc != NULL_RTX
2805       && !modified_between_p (from, setcc, jump)
2806       && !modified_between_p (src, setcc, jump))
2807     {
2808       rtx setcc_src;
2809       rtx setcc_set = single_set (setcc);
2810       rtx setcc_note = find_reg_equal_equiv_note (setcc);
2811       setcc_src = (setcc_note && GET_CODE (XEXP (setcc_note, 0)) != EXPR_LIST)
2812                 ? XEXP (setcc_note, 0) : SET_SRC (setcc_set);
2813       set_src = simplify_replace_rtx (set_src, SET_DEST (setcc_set),
2814                                       setcc_src);
2815     }
2816   else
2817     setcc = NULL_RTX;
2818
2819   new = simplify_replace_rtx (set_src, from, src);
2820
2821   /* If no simplification can be made, then try the next register.  */
2822   if (rtx_equal_p (new, SET_SRC (set)))
2823     return 0;
2824
2825   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
2826   if (new == pc_rtx)
2827     delete_insn (jump);
2828   else
2829     {
2830       /* Ensure the value computed inside the jump insn to be equivalent
2831          to one computed by setcc.  */
2832       if (setcc && modified_in_p (new, setcc))
2833         return 0;
2834       if (! validate_change (jump, &SET_SRC (set), new, 0))
2835         {
2836           /* When (some) constants are not valid in a comparison, and there
2837              are two registers to be replaced by constants before the entire
2838              comparison can be folded into a constant, we need to keep
2839              intermediate information in REG_EQUAL notes.  For targets with
2840              separate compare insns, such notes are added by try_replace_reg.
2841              When we have a combined compare-and-branch instruction, however,
2842              we need to attach a note to the branch itself to make this
2843              optimization work.  */
2844
2845           if (!rtx_equal_p (new, note_src))
2846             set_unique_reg_note (jump, REG_EQUAL, copy_rtx (new));
2847           return 0;
2848         }
2849
2850       /* Remove REG_EQUAL note after simplification.  */
2851       if (note_src)
2852         remove_note (jump, note);
2853      }
2854
2855 #ifdef HAVE_cc0
2856   /* Delete the cc0 setter.  */
2857   if (setcc != NULL && CC0_P (SET_DEST (single_set (setcc))))
2858     delete_insn (setcc);
2859 #endif
2860
2861   run_jump_opt_after_gcse = 1;
2862
2863   global_const_prop_count++;
2864   if (dump_file != NULL)
2865     {
2866       fprintf (dump_file,
2867                "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in jump_insn %d with constant ",
2868                REGNO (from), INSN_UID (jump));
2869       print_rtl (dump_file, src);
2870       fprintf (dump_file, "\n");
2871     }
2872   purge_dead_edges (bb);
2873
2874   return 1;
2875 }
2876
2877 static bool
2878 constprop_register (rtx insn, rtx from, rtx to, bool alter_jumps)
2879 {
2880   rtx sset;
2881
2882   /* Check for reg or cc0 setting instructions followed by
2883      conditional branch instructions first.  */
2884   if (alter_jumps
2885       && (sset = single_set (insn)) != NULL
2886       && NEXT_INSN (insn)
2887       && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn)) && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
2888     {
2889       rtx dest = SET_DEST (sset);
2890       if ((REG_P (dest) || CC0_P (dest))
2891           && cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), insn, NEXT_INSN (insn), from, to))
2892         return 1;
2893     }
2894
2895   /* Handle normal insns next.  */
2896   if (NONJUMP_INSN_P (insn)
2897       && try_replace_reg (from, to, insn))
2898     return 1;
2899
2900   /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
2901      We're pretty specific about what we will handle in this
2902      code, we can extend this as necessary over time.
2903
2904      Right now the insn in question must look like
2905      (set (pc) (if_then_else ...))  */
2906   else if (alter_jumps && any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
2907     return cprop_jump (BLOCK_FOR_INSN (insn), NULL, insn, from, to);
2908   return 0;
2909 }
2910
2911 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
2912    The result is nonzero if a change was made.  */
2913
2914 static int
2915 cprop_insn (rtx insn, int alter_jumps)
2916 {
2917   struct reg_use *reg_used;
2918   int changed = 0;
2919   rtx note;
2920
2921   if (!INSN_P (insn))
2922     return 0;
2923
2924   reg_use_count = 0;
2925   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
2926
2927   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
2928
2929   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
2930   if (note)
2931     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
2932
2933   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
2934        reg_used++, reg_use_count--)
2935     {
2936       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
2937       rtx pat, src;
2938       struct expr *set;
2939
2940       /* Ignore registers created by GCSE.
2941          We do this because ...  */
2942       if (regno >= max_gcse_regno)
2943         continue;
2944
2945       /* If the register has already been set in this block, there's
2946          nothing we can do.  */
2947       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
2948         continue;
2949
2950       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
2951          at the start of the block.  */
2952       set = find_avail_set (regno, insn);
2953       if (! set)
2954         continue;
2955
2956       pat = set->expr;
2957       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
2958       gcc_assert (GET_CODE (pat) == SET);
2959
2960       src = SET_SRC (pat);
2961
2962       /* Constant propagation.  */
2963       if (gcse_constant_p (src))
2964         {
2965           if (constprop_register (insn, reg_used->reg_rtx, src, alter_jumps))
2966             {
2967               changed = 1;
2968               global_const_prop_count++;
2969               if (dump_file != NULL)
2970                 {
2971                   fprintf (dump_file, "GLOBAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ", regno);
2972                   fprintf (dump_file, "insn %d with constant ", INSN_UID (insn));
2973                   print_rtl (dump_file, src);
2974                   fprintf (dump_file, "\n");
2975                 }
2976               if (INSN_DELETED_P (insn))
2977                 return 1;
2978             }
2979         }
2980       else if (REG_P (src)
2981                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2982                && REGNO (src) != regno)
2983         {
2984           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
2985             {
2986               changed = 1;
2987               global_copy_prop_count++;
2988               if (dump_file != NULL)
2989                 {
2990                   fprintf (dump_file, "GLOBAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
2991                            regno, INSN_UID (insn));
2992                   fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
2993                 }
2994
2995               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
2996                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
2997               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
2998                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
2999                  and made things worse.  */
3000             }
3001         }
3002     }
3003
3004   return changed;
3005 }
3006
3007 /* Like find_used_regs, but avoid recording uses that appear in
3008    input-output contexts such as zero_extract or pre_dec.  This
3009    restricts the cases we consider to those for which local cprop
3010    can legitimately make replacements.  */
3011
3012 static void
3013 local_cprop_find_used_regs (rtx *xptr, void *data)
3014 {
3015   rtx x = *xptr;
3016
3017   if (x == 0)
3018     return;
3019
3020   switch (GET_CODE (x))
3021     {
3022     case ZERO_EXTRACT:
3023     case SIGN_EXTRACT:
3024     case STRICT_LOW_PART:
3025       return;
3026
3027     case PRE_DEC:
3028     case PRE_INC:
3029     case POST_DEC:
3030     case POST_INC:
3031     case PRE_MODIFY:
3032     case POST_MODIFY:
3033       /* Can only legitimately appear this early in the context of
3034          stack pushes for function arguments, but handle all of the
3035          codes nonetheless.  */
3036       return;
3037
3038     case SUBREG:
3039       /* Setting a subreg of a register larger than word_mode leaves
3040          the non-written words unchanged.  */
3041       if (GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (x))) > BITS_PER_WORD)
3042         return;
3043       break;
3044
3045     default:
3046       break;
3047     }
3048
3049   find_used_regs (xptr, data);
3050 }
3051
3052 /* LIBCALL_SP is a zero-terminated array of insns at the end of a libcall;
3053    their REG_EQUAL notes need updating.  */
3054
3055 static bool
3056 do_local_cprop (rtx x, rtx insn, bool alter_jumps, rtx *libcall_sp)
3057 {
3058   rtx newreg = NULL, newcnst = NULL;
3059
3060   /* Rule out USE instructions and ASM statements as we don't want to
3061      change the hard registers mentioned.  */
3062   if (REG_P (x)
3063       && (REGNO (x) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3064           || (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
3065               && asm_noperands (PATTERN (insn)) < 0)))
3066     {
3067       cselib_val *val = cselib_lookup (x, GET_MODE (x), 0);
3068       struct elt_loc_list *l;
3069
3070       if (!val)
3071         return false;
3072       for (l = val->locs; l; l = l->next)
3073         {
3074           rtx this_rtx = l->loc;
3075           rtx note;
3076
3077           /* Don't CSE non-constant values out of libcall blocks.  */
3078           if (l->in_libcall && ! CONSTANT_P (this_rtx))
3079             continue;
3080
3081           if (gcse_constant_p (this_rtx))
3082             newcnst = this_rtx;
3083           if (REG_P (this_rtx) && REGNO (this_rtx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3084               /* Don't copy propagate if it has attached REG_EQUIV note.
3085                  At this point this only function parameters should have
3086                  REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
3087                  explicitly, it means address of parameter has been taken,
3088                  so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
3089               && (!(note = find_reg_note (l->setting_insn, REG_EQUIV, NULL_RTX))
3090                   || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
3091             newreg = this_rtx;
3092         }
3093       if (newcnst && constprop_register (insn, x, newcnst, alter_jumps))
3094         {
3095           /* If we find a case where we can't fix the retval REG_EQUAL notes
3096              match the new register, we either have to abandon this replacement
3097              or fix delete_trivially_dead_insns to preserve the setting insn,
3098              or make it delete the REG_EQUAL note, and fix up all passes that
3099              require the REG_EQUAL note there.  */
3100           bool adjusted;
3101
3102           adjusted = adjust_libcall_notes (x, newcnst, insn, libcall_sp);
3103           gcc_assert (adjusted);
3104           
3105           if (dump_file != NULL)
3106             {
3107               fprintf (dump_file, "LOCAL CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
3108                        REGNO (x));
3109               fprintf (dump_file, "insn %d with constant ",
3110                        INSN_UID (insn));
3111               print_rtl (dump_file, newcnst);
3112               fprintf (dump_file, "\n");
3113             }
3114           local_const_prop_count++;
3115           return true;
3116         }
3117       else if (newreg && newreg != x && try_replace_reg (x, newreg, insn))
3118         {
3119           adjust_libcall_notes (x, newreg, insn, libcall_sp);
3120           if (dump_file != NULL)
3121             {
3122               fprintf (dump_file,
3123                        "LOCAL COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
3124                        REGNO (x), INSN_UID (insn));
3125               fprintf (dump_file, " with reg %d\n", REGNO (newreg));
3126             }
3127           local_copy_prop_count++;
3128           return true;
3129         }
3130     }
3131   return false;
3132 }
3133
3134 /* LIBCALL_SP is a zero-terminated array of insns at the end of a libcall;
3135    their REG_EQUAL notes need updating to reflect that OLDREG has been
3136    replaced with NEWVAL in INSN.  Return true if all substitutions could
3137    be made.  */
3138 static bool
3139 adjust_libcall_notes (rtx oldreg, rtx newval, rtx insn, rtx *libcall_sp)
3140 {
3141   rtx end;
3142
3143   while ((end = *libcall_sp++))
3144     {
3145       rtx note = find_reg_equal_equiv_note (end);
3146
3147       if (! note)
3148         continue;
3149
3150       if (REG_P (newval))
3151         {
3152           if (reg_set_between_p (newval, PREV_INSN (insn), end))
3153             {
3154               do
3155                 {
3156                   note = find_reg_equal_equiv_note (end);
3157                   if (! note)
3158                     continue;
3159                   if (reg_mentioned_p (newval, XEXP (note, 0)))
3160                     return false;
3161                 }
3162               while ((end = *libcall_sp++));
3163               return true;
3164             }
3165         }
3166       XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), oldreg, newval);
3167       df_notes_rescan (end);
3168       insn = end;
3169     }
3170   return true;
3171 }
3172
3173 #define MAX_NESTED_LIBCALLS 9
3174
3175 /* Do local const/copy propagation (i.e. within each basic block).
3176    If ALTER_JUMPS is true, allow propagating into jump insns, which
3177    could modify the CFG.  */
3178
3179 static void
3180 local_cprop_pass (bool alter_jumps)
3181 {
3182   basic_block bb;
3183   rtx insn;
3184   struct reg_use *reg_used;
3185   rtx libcall_stack[MAX_NESTED_LIBCALLS + 1], *libcall_sp;
3186   bool changed = false;
3187
3188   cselib_init (false);
3189   libcall_sp = &libcall_stack[MAX_NESTED_LIBCALLS];
3190   *libcall_sp = 0;
3191   FOR_EACH_BB (bb)
3192     {
3193       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3194         {
3195           if (INSN_P (insn))
3196             {
3197               rtx note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
3198
3199               if (note)
3200                 {
3201                   gcc_assert (libcall_sp != libcall_stack);
3202                   *--libcall_sp = XEXP (note, 0);
3203                 }
3204               note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
3205               if (note)
3206                 libcall_sp++;
3207               note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3208               do
3209                 {
3210                   reg_use_count = 0;
3211                   note_uses (&PATTERN (insn), local_cprop_find_used_regs,
3212                              NULL);
3213                   if (note)
3214                     local_cprop_find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
3215
3216                   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
3217                        reg_used++, reg_use_count--)
3218                     {
3219                       if (do_local_cprop (reg_used->reg_rtx, insn, alter_jumps,
3220                                           libcall_sp))
3221                         {
3222                           changed = true;
3223                           break;
3224                         }
3225                     }
3226                   if (INSN_DELETED_P (insn))
3227                     break;
3228                 }
3229               while (reg_use_count);
3230             }
3231           cselib_process_insn (insn);
3232         }
3233
3234       /* Forget everything at the end of a basic block.  Make sure we are
3235          not inside a libcall, they should never cross basic blocks.  */
3236       cselib_clear_table ();
3237       gcc_assert (libcall_sp == &libcall_stack[MAX_NESTED_LIBCALLS]);
3238     }
3239
3240   cselib_finish ();
3241
3242   /* Global analysis may get into infinite loops for unreachable blocks.  */
3243   if (changed && alter_jumps)
3244     {
3245       delete_unreachable_blocks ();
3246       free_reg_set_mem ();
3247       alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
3248       compute_sets ();
3249     }
3250 }
3251
3252 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
3253    nonzero if a change was made.  */
3254
3255 static int
3256 cprop (int alter_jumps)
3257 {
3258   int changed;
3259   basic_block bb;
3260   rtx insn;
3261
3262   /* Note we start at block 1.  */
3263   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3264     {
3265       if (dump_file != NULL)
3266         fprintf (dump_file, "\n");
3267       return 0;
3268     }
3269
3270   changed = 0;
3271   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3272     {
3273       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3274          start of the block].  */
3275       reset_opr_set_tables ();
3276
3277       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3278         if (INSN_P (insn))
3279           {
3280             changed |= cprop_insn (insn, alter_jumps);
3281
3282             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3283             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
3284                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
3285             if (! NOTE_P (insn))
3286               mark_oprs_set (insn);
3287           }
3288     }
3289
3290   if (dump_file != NULL)
3291     fprintf (dump_file, "\n");
3292
3293   return changed;
3294 }
3295
3296 /* Similar to get_condition, only the resulting condition must be
3297    valid at JUMP, instead of at EARLIEST.
3298
3299    This differs from noce_get_condition in ifcvt.c in that we prefer not to
3300    settle for the condition variable in the jump instruction being integral.
3301    We prefer to be able to record the value of a user variable, rather than
3302    the value of a temporary used in a condition.  This could be solved by
3303    recording the value of *every* register scanned by canonicalize_condition,
3304    but this would require some code reorganization.  */
3305
3306 rtx
3307 fis_get_condition (rtx jump)
3308 {
3309   return get_condition (jump, NULL, false, true);
3310 }
3311
3312 /* Check the comparison COND to see if we can safely form an implicit set from
3313    it.  COND is either an EQ or NE comparison.  */
3314
3315 static bool
3316 implicit_set_cond_p (rtx cond)
3317 {
3318   enum machine_mode mode = GET_MODE (XEXP (cond, 0));
3319   rtx cst = XEXP (cond, 1);
3320
3321   /* We can't perform this optimization if either operand might be or might
3322      contain a signed zero.  */
3323   if (HONOR_SIGNED_ZEROS (mode))
3324     {
3325       /* It is sufficient to check if CST is or contains a zero.  We must
3326          handle float, complex, and vector.  If any subpart is a zero, then
3327          the optimization can't be performed.  */
3328       /* ??? The complex and vector checks are not implemented yet.  We just
3329          always return zero for them.  */
3330       if (GET_CODE (cst) == CONST_DOUBLE)
3331         {
3332           REAL_VALUE_TYPE d;
3333           REAL_VALUE_FROM_CONST_DOUBLE (d, cst);
3334           if (REAL_VALUES_EQUAL (d, dconst0))
3335             return 0;
3336         }
3337       else
3338         return 0;
3339     }
3340
3341   return gcse_constant_p (cst);
3342 }
3343
3344 /* Find the implicit sets of a function.  An "implicit set" is a constraint
3345    on the value of a variable, implied by a conditional jump.  For example,
3346    following "if (x == 2)", the then branch may be optimized as though the
3347    conditional performed an "explicit set", in this example, "x = 2".  This
3348    function records the set patterns that are implicit at the start of each
3349    basic block.  */
3350
3351 static void
3352 find_implicit_sets (void)
3353 {
3354   basic_block bb, dest;
3355   unsigned int count;
3356   rtx cond, new;
3357
3358   count = 0;
3359   FOR_EACH_BB (bb)
3360     /* Check for more than one successor.  */
3361     if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 1)
3362       {
3363         cond = fis_get_condition (BB_END (bb));
3364
3365         if (cond
3366             && (GET_CODE (cond) == EQ || GET_CODE (cond) == NE)
3367             && REG_P (XEXP (cond, 0))
3368             && REGNO (XEXP (cond, 0)) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
3369             && implicit_set_cond_p (cond))
3370           {
3371             dest = GET_CODE (cond) == EQ ? BRANCH_EDGE (bb)->dest
3372                                          : FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
3373
3374             if (dest && single_pred_p (dest)
3375                 && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
3376               {
3377                 new = gen_rtx_SET (VOIDmode, XEXP (cond, 0),
3378                                              XEXP (cond, 1));
3379                 implicit_sets[dest->index] = new;
3380                 if (dump_file)
3381                   {
3382                     fprintf(dump_file, "Implicit set of reg %d in ",
3383                             REGNO (XEXP (cond, 0)));
3384                     fprintf(dump_file, "basic block %d\n", dest->index);
3385                   }
3386                 count++;
3387               }
3388           }
3389       }
3390
3391   if (dump_file)
3392     fprintf (dump_file, "Found %d implicit sets\n", count);
3393 }
3394
3395 /* Perform one copy/constant propagation pass.
3396    PASS is the pass count.  If CPROP_JUMPS is true, perform constant
3397    propagation into conditional jumps.  If BYPASS_JUMPS is true,
3398    perform conditional jump bypassing optimizations.  */
3399
3400 static int
3401 one_cprop_pass (int pass, bool cprop_jumps, bool bypass_jumps)
3402 {
3403   int changed = 0;
3404
3405   global_const_prop_count = local_const_prop_count = 0;
3406   global_copy_prop_count = local_copy_prop_count = 0;
3407
3408   if (cprop_jumps)
3409     local_cprop_pass (cprop_jumps);
3410
3411   /* Determine implicit sets.  */
3412   implicit_sets = XCNEWVEC (rtx, last_basic_block);
3413   find_implicit_sets ();
3414
3415   alloc_hash_table (max_cuid, &set_hash_table, 1);
3416   compute_hash_table (&set_hash_table);
3417
3418   /* Free implicit_sets before peak usage.  */
3419   free (implicit_sets);
3420   implicit_sets = NULL;
3421
3422   if (dump_file)
3423     dump_hash_table (dump_file, "SET", &set_hash_table);
3424   if (set_hash_table.n_elems > 0)
3425     {
3426       alloc_cprop_mem (last_basic_block, set_hash_table.n_elems);
3427       compute_cprop_data ();
3428       changed = cprop (cprop_jumps);
3429       if (bypass_jumps)
3430         changed |= bypass_conditional_jumps ();
3431       free_cprop_mem ();
3432     }
3433
3434   free_hash_table (&set_hash_table);
3435
3436   if (dump_file)
3437     {
3438       fprintf (dump_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
3439                current_function_name (), pass, bytes_used);
3440       fprintf (dump_file, "%d local const props, %d local copy props, ",
3441                local_const_prop_count, local_copy_prop_count);
3442       fprintf (dump_file, "%d global const props, %d global copy props\n\n",
3443                global_const_prop_count, global_copy_prop_count);
3444     }
3445   /* Global analysis may get into infinite loops for unreachable blocks.  */
3446   if (changed && cprop_jumps)
3447     delete_unreachable_blocks ();
3448
3449   return changed;
3450 }
3451 \f
3452 /* Bypass conditional jumps.  */
3453
3454 /* The value of last_basic_block at the beginning of the jump_bypass
3455    pass.  The use of redirect_edge_and_branch_force may introduce new
3456    basic blocks, but the data flow analysis is only valid for basic
3457    block indices less than bypass_last_basic_block.  */
3458
3459 static int bypass_last_basic_block;
3460
3461 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
3462    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
3463    find_avail_set.  */
3464
3465 static struct expr *
3466 find_bypass_set (int regno, int bb)
3467 {
3468   struct expr *result = 0;
3469
3470   for (;;)
3471     {
3472       rtx src;
3473       struct expr *set = lookup_set (regno, &set_hash_table);
3474
3475       while (set)
3476         {
3477           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
3478             break;
3479           set = next_set (regno, set);
3480         }
3481
3482       if (set == 0)
3483         break;
3484
3485       gcc_assert (GET_CODE (set->expr) == SET);
3486
3487       src = SET_SRC (set->expr);
3488       if (gcse_constant_p (src))
3489         result = set;
3490
3491       if (! REG_P (src))
3492         break;
3493
3494       regno = REGNO (src);
3495     }
3496   return result;
3497 }
3498
3499
3500 /* Subroutine of bypass_block that checks whether a pseudo is killed by
3501    any of the instructions inserted on an edge.  Jump bypassing places
3502    condition code setters on CFG edges using insert_insn_on_edge.  This
3503    function is required to check that our data flow analysis is still
3504    valid prior to commit_edge_insertions.  */
3505
3506 static bool
3507 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
3508 {
3509   rtx insn;
3510
3511   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
3512     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
3513       return true;
3514
3515   return false;
3516 }
3517
3518 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
3519    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
3520    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
3521    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
3522    Returns nonzero if a change was made.
3523
3524    During the jump bypassing pass, we may place copies of SETCC instructions
3525    on CFG edges.  The following routine must be careful to pay attention to
3526    these inserted insns when performing its transformations.  */
3527
3528 static int
3529 bypass_block (basic_block bb, rtx setcc, rtx jump)
3530 {
3531   rtx insn, note;
3532   edge e, edest;
3533   int i, change;
3534   int may_be_loop_header;
3535   unsigned removed_p;
3536   edge_iterator ei;
3537
3538   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
3539
3540   /* Determine set of register uses in INSN.  */
3541   reg_use_count = 0;
3542   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
3543   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3544   if (note)
3545     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
3546
3547   may_be_loop_header = false;
3548   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3549     if (e->flags & EDGE_DFS_BACK)
3550       {
3551         may_be_loop_header = true;
3552         break;
3553       }
3554
3555   change = 0;
3556   for (ei = ei_start (bb->preds); (e = ei_safe_edge (ei)); )
3557     {
3558       removed_p = 0;
3559           
3560       if (e->flags & EDGE_COMPLEX)
3561         {
3562           ei_next (&ei);
3563           continue;
3564         }
3565
3566       /* We can't redirect edges from new basic blocks.  */
3567       if (e->src->index >= bypass_last_basic_block)
3568         {
3569           ei_next (&ei);
3570           continue;
3571         }
3572
3573       /* The irreducible loops created by redirecting of edges entering the
3574          loop from outside would decrease effectiveness of some of the following
3575          optimizations, so prevent this.  */
3576       if (may_be_loop_header
3577           && !(e->flags & EDGE_DFS_BACK))
3578         {
3579           ei_next (&ei);
3580           continue;
3581         }
3582
3583       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
3584         {
3585           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
3586           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
3587           basic_block dest, old_dest;
3588           struct expr *set;
3589           rtx src, new;
3590
3591           if (regno >= max_gcse_regno)
3592             continue;
3593
3594           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
3595
3596           if (! set)
3597             continue;
3598
3599           /* Check the data flow is valid after edge insertions.  */
3600           if (e->insns.r && reg_killed_on_edge (reg_used->reg_rtx, e))
3601             continue;
3602
3603           src = SET_SRC (pc_set (jump));
3604
3605           if (setcc != NULL)
3606               src = simplify_replace_rtx (src,
3607                                           SET_DEST (PATTERN (setcc)),
3608                                           SET_SRC (PATTERN (setcc)));
3609
3610           new = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
3611                                       SET_SRC (set->expr));
3612
3613           /* Jump bypassing may have already placed instructions on
3614              edges of the CFG.  We can't bypass an outgoing edge that
3615              has instructions associated with it, as these insns won't
3616              get executed if the incoming edge is redirected.  */
3617
3618           if (new == pc_rtx)
3619             {
3620               edest = FALLTHRU_EDGE (bb);
3621               dest = edest->insns.r ? NULL : edest->dest;
3622             }
3623           else if (GET_CODE (new) == LABEL_REF)
3624             {
3625               dest = BLOCK_FOR_INSN (XEXP (new, 0));
3626               /* Don't bypass edges containing instructions.  */
3627               edest = find_edge (bb, dest);
3628               if (edest && edest->insns.r)
3629                 dest = NULL;
3630             }
3631           else
3632             dest = NULL;
3633
3634           /* Avoid unification of the edge with other edges from original
3635              branch.  We would end up emitting the instruction on "both"
3636              edges.  */
3637
3638           if (dest && setcc && !CC0_P (SET_DEST (PATTERN (setcc)))
3639               && find_edge (e->src, dest))
3640             dest = NULL;
3641
3642           old_dest = e->dest;
3643           if (dest != NULL
3644               && dest != old_dest
3645               && dest != EXIT_BLOCK_PTR)
3646             {
3647               redirect_edge_and_branch_force (e, dest);
3648
3649               /* Copy the register setter to the redirected edge.
3650                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
3651               if (setcc)
3652                 {
3653                   rtx pat = PATTERN (setcc);
3654                   if (!CC0_P (SET_DEST (pat)))
3655                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
3656                 }
3657
3658               if (dump_file != NULL)
3659                 {
3660                   fprintf (dump_file, "JUMP-BYPASS: Proved reg %d "
3661                                       "in jump_insn %d equals constant ",
3662                            regno, INSN_UID (jump));
3663                   print_rtl (dump_file, SET_SRC (set->expr));
3664                   fprintf (dump_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
3665                            e->src->index, old_dest->index, dest->index);
3666                 }
3667               change = 1;
3668               removed_p = 1;
3669               break;
3670             }
3671         }
3672       if (!removed_p)
3673         ei_next (&ei);
3674     }
3675   return change;
3676 }
3677
3678 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
3679    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
3680    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
3681    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.
3682
3683    This function is now mis-named, because we also handle indirect jumps.  */
3684
3685 static int
3686 bypass_conditional_jumps (void)
3687 {
3688   basic_block bb;
3689   int changed;
3690   rtx setcc;
3691   rtx insn;
3692   rtx dest;
3693
3694   /* Note we start at block 1.  */
3695   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3696     return 0;
3697
3698   bypass_last_basic_block = last_basic_block;
3699   mark_dfs_back_edges ();
3700
3701   changed = 0;
3702   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
3703                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3704     {
3705       /* Check for more than one predecessor.  */
3706       if (!single_pred_p (bb))
3707         {
3708           setcc = NULL_RTX;
3709           FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3710             if (NONJUMP_INSN_P (insn))
3711               {
3712                 if (setcc)
3713                   break;
3714                 if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
3715                   break;
3716
3717                 dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3718                 if (REG_P (dest) || CC0_P (dest))
3719                   setcc = insn;
3720                 else
3721                   break;
3722               }
3723             else if (JUMP_P (insn))
3724               {
3725                 if ((any_condjump_p (insn) || computed_jump_p (insn))
3726                     && onlyjump_p (insn))
3727                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
3728                 break;
3729               }
3730             else if (INSN_P (insn))
3731               break;
3732         }
3733     }
3734
3735   /* If we bypassed any register setting insns, we inserted a
3736      copy on the redirected edge.  These need to be committed.  */
3737   if (changed)
3738     commit_edge_insertions ();
3739
3740   return changed;
3741 }
3742 \f
3743 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
3744
3745 /* Local properties of expressions.  */
3746 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
3747 static sbitmap *transp;
3748
3749 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
3750    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
3751    created by a calls.  */
3752 static sbitmap *transpout;
3753
3754 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
3755 static sbitmap *comp;
3756
3757 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
3758 static sbitmap *antloc;
3759
3760 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
3761    point.  */
3762 static sbitmap *pre_optimal;
3763
3764 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
3765 static sbitmap *pre_redundant;
3766
3767 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
3768 static sbitmap *pre_insert_map;
3769
3770 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
3771 static sbitmap *pre_delete_map;
3772
3773 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
3774 static struct edge_list *edge_list;
3775
3776 /* Redundant insns.  */
3777 static sbitmap pre_redundant_insns;
3778
3779 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
3780
3781 static void
3782 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
3783 {
3784   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3785   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3786   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3787
3788   pre_optimal = NULL;
3789   pre_redundant = NULL;
3790   pre_insert_map = NULL;
3791   pre_delete_map = NULL;
3792   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3793
3794   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
3795 }
3796
3797 /* Free vars used for PRE analysis.  */
3798
3799 static void
3800 free_pre_mem (void)
3801 {
3802   sbitmap_vector_free (transp);
3803   sbitmap_vector_free (comp);
3804
3805   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
3806
3807   if (pre_optimal)
3808     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
3809   if (pre_redundant)
3810     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
3811   if (pre_insert_map)
3812     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
3813   if (pre_delete_map)
3814     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
3815
3816   transp = comp = NULL;
3817   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
3818 }
3819
3820 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
3821
3822 static void
3823 compute_pre_data (void)
3824 {
3825   sbitmap trapping_expr;
3826   basic_block bb;
3827   unsigned int ui;
3828
3829   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
3830   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
3831
3832   /* Collect expressions which might trap.  */
3833   trapping_expr = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
3834   sbitmap_zero (trapping_expr);
3835   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
3836     {
3837       struct expr *e;
3838       for (e = expr_hash_table.table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
3839         if (may_trap_p (e->expr))
3840           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
3841     }
3842
3843   /* Compute ae_kill for each basic block using:
3844
3845      ~(TRANSP | COMP)
3846   */
3847
3848   FOR_EACH_BB (bb)
3849     {
3850       edge e;
3851       edge_iterator ei;
3852
3853       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
3854          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
3855          place the instruction on the edge.  So make them neither
3856          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
3857       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
3858         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
3859           {
3860             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
3861             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
3862             break;
3863           }
3864
3865       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
3866       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
3867     }
3868
3869   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
3870                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
3871   sbitmap_vector_free (antloc);
3872   antloc = NULL;
3873   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3874   ae_kill = NULL;
3875   sbitmap_free (trapping_expr);
3876 }
3877 \f
3878 /* PRE utilities */
3879
3880 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
3881    block BB.
3882
3883    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3884    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3885
3886    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3887    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3888    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3889    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3890    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3891    the closest such expression.  */
3892
3893 static int
3894 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb, char *visited)
3895 {
3896   edge pred;
3897   edge_iterator ei;
3898   
3899   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3900     {
3901       basic_block pred_bb = pred->src;
3902
3903       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
3904           /* Has predecessor has already been visited?  */
3905           || visited[pred_bb->index])
3906         ;/* Nothing to do.  */
3907
3908       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3909       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3910         {
3911           /* Is this the occurrence we're looking for?
3912              Note that there's only one generating occurrence per block
3913              so we just need to check the block number.  */
3914           if (occr_bb == pred_bb)
3915             return 1;
3916
3917           visited[pred_bb->index] = 1;
3918         }
3919       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3920       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3921         visited[pred_bb->index] = 1;
3922
3923       /* Neither gen nor kill.  */
3924       else
3925         {
3926           visited[pred_bb->index] = 1;
3927           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
3928             return 1;
3929         }
3930     }
3931
3932   /* All paths have been checked.  */
3933   return 0;
3934 }
3935
3936 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
3937    memory allocated for that function is returned.  */
3938
3939 static int
3940 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
3941 {
3942   int rval;
3943   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
3944
3945   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
3946
3947   free (visited);
3948   return rval;
3949 }
3950 \f
3951
3952 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
3953    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to
3954    the value of BB.  */
3955
3956 static rtx
3957 process_insert_insn (struct expr *expr)
3958 {
3959   rtx reg = expr->reaching_reg;
3960   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
3961   rtx pat;
3962
3963   start_sequence ();
3964
3965   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
3966      just copy it to a register.  */
3967   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
3968     emit_move_insn (reg, exp);
3969
3970   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
3971      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
3972      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
3973   else
3974     {
3975       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
3976
3977       if (insn_invalid_p (insn))
3978         gcc_unreachable ();
3979     }
3980   
3981
3982   pat = get_insns ();
3983   end_sequence ();
3984
3985   return pat;
3986 }
3987
3988 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
3989
3990    This is used by both the PRE and code hoisting.
3991
3992    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
3993    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
3994    no sense for code hoisting.  */
3995
3996 static void
3997 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb, int pre)
3998 {
3999   rtx insn = BB_END (bb);
4000   rtx new_insn;
4001   rtx reg = expr->reaching_reg;
4002   int regno = REGNO (reg);
4003   rtx pat, pat_end;
4004
4005   pat = process_insert_insn (expr);
4006   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
4007
4008   pat_end = pat;
4009   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
4010     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
4011
4012   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4013      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
4014      instructions in presence of non-call exceptions.  */
4015
4016   if (JUMP_P (insn)
4017       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
4018           && (!single_succ_p (bb)
4019               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
4020     {
4021 #ifdef HAVE_cc0
4022       rtx note;
4023 #endif
4024       /* It should always be the case that we can put these instructions
4025          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4026          Check this.  */
4027       gcc_assert (!NONJUMP_INSN_P (insn) || !pre
4028                   || TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4029                   || TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index));
4030
4031       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4032          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4033          the new instruction just before the tablejump.  */
4034       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4035           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4036         insn = prev_real_insn (insn);
4037
4038 #ifdef HAVE_cc0
4039       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4040          if cc0 isn't set.  */
4041       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4042       if (note)
4043         insn = XEXP (note, 0);
4044       else
4045         {
4046           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4047           if (maybe_cc0_setter
4048               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
4049               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4050             insn = maybe_cc0_setter;
4051         }
4052 #endif
4053       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4054       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
4055     }
4056
4057   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4058      of exception handling.  */
4059   else if (CALL_P (insn)
4060            && (!single_succ_p (bb)
4061                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
4062     {
4063       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
4064          we search backward and place the instructions before the first
4065          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
4066          presumption that we'll get better code elsewhere as well.
4067
4068          It should always be the case that we can put these instructions
4069          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4070          Check this.  */
4071
4072       gcc_assert (!pre
4073                   || TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4074                   || TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index));
4075
4076       /* Since different machines initialize their parameter registers
4077          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
4078          parameter registers.  */
4079       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
4080
4081       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
4082          before the first parameter load.
4083
4084          If we did not find all the parameter loads, then we might have
4085          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
4086          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
4087          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
4088          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
4089       while (LABEL_P (insn)
4090              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
4091         insn = NEXT_INSN (insn);
4092
4093       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
4094     }
4095   else
4096     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
4097
4098   while (1)
4099     {
4100       if (INSN_P (pat))
4101         {
4102           add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
4103           note_stores (PATTERN (pat), record_set_info, pat);
4104         }
4105       if (pat == pat_end)
4106         break;
4107       pat = NEXT_INSN (pat);
4108     }
4109
4110   gcse_create_count++;
4111
4112   if (dump_file)
4113     {
4114       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
4115                bb->index, INSN_UID (new_insn));
4116       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
4117                expr->bitmap_index, regno);
4118     }
4119 }
4120
4121 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
4122    the expressions fully redundant.  */
4123
4124 static int
4125 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
4126 {
4127   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
4128   sbitmap *inserted;
4129
4130   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
4131      if it reaches any of the deleted expressions.  */
4132
4133   set_size = pre_insert_map[0]->size;
4134   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
4135   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
4136   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
4137
4138   for (e = 0; e < num_edges; e++)
4139     {
4140       int indx;
4141       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
4142
4143       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
4144         {
4145           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
4146
4147           for (j = indx; insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems; j++, insert >>= 1)
4148             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
4149               {
4150                 struct expr *expr = index_map[j];
4151                 struct occr *occr;
4152
4153                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
4154                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4155                   {
4156                     if (! occr->deleted_p)
4157                       continue;
4158
4159                     /* Insert this expression on this edge if it would
4160                        reach the deleted occurrence in BB.  */
4161                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
4162                       {
4163                         rtx insn;
4164                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
4165
4166                         /* We can't insert anything on an abnormal and
4167                            critical edge, so we insert the insn at the end of
4168                            the previous block. There are several alternatives
4169                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
4170                            handling this situation.  This one is easiest for
4171                            now.  */
4172
4173                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
4174                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb, 0);
4175                         else
4176                           {
4177                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
4178                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
4179                           }
4180
4181                         if (dump_file)
4182                           {
4183                             fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
4184                                      bb->index,
4185                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
4186                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
4187                                      expr->bitmap_index);
4188                           }
4189
4190                         update_ld_motion_stores (expr);
4191                         SET_BIT (inserted[e], j);
4192                         did_insert = 1;
4193                         gcse_create_count++;
4194                       }
4195                   }
4196               }
4197         }
4198     }
4199
4200   sbitmap_vector_free (inserted);
4201   return did_insert;
4202 }
4203
4204 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
4205    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
4206      reaching_reg <- old_reg
4207    it's better to do the following:
4208      reaching_reg <- expr
4209      old_reg      <- reaching_reg
4210    because this way copy propagation can discover additional PRE
4211    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
4212    When "expr" is a store, i.e.
4213    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
4214      reaching_reg <- old_reg
4215    it's better to add it before as follows:
4216      reaching_reg <- old_reg
4217      MEM          <- reaching_reg.  */
4218
4219 static void
4220 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
4221 {
4222   rtx reg = expr->reaching_reg;
4223   int regno = REGNO (reg);
4224   int indx = expr->bitmap_index;
4225   rtx pat = PATTERN (insn);
4226   rtx set, first_set, new_insn;
4227   rtx old_reg;
4228   int i;
4229
4230   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
4231   switch (GET_CODE (pat))
4232     {
4233     case SET:
4234       set = pat;
4235       break;
4236
4237     case PARALLEL:
4238       /* Search through the parallel looking for the set whose
4239          source was the expression that we're interested in.  */
4240       first_set = NULL_RTX;
4241       set = NULL_RTX;
4242       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
4243         {
4244           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
4245           if (GET_CODE (x) == SET)
4246             {
4247               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
4248                  may not find an equivalent expression, but in this
4249                  case the PARALLEL will have a single set.  */
4250               if (first_set == NULL_RTX)
4251                 first_set = x;
4252               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
4253                 {
4254                   set = x;
4255                   break;
4256                 }
4257             }
4258         }
4259
4260       gcc_assert (first_set);
4261       if (set == NULL_RTX)
4262         set = first_set;
4263       break;
4264
4265     default:
4266       gcc_unreachable ();
4267     }
4268
4269   if (REG_P (SET_DEST (set)))
4270     {
4271       old_reg = SET_DEST (set);
4272       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
4273       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
4274         {
4275           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
4276           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
4277
4278           /* Keep register set table up to date.  */
4279           record_one_set (regno, insn);
4280         }
4281       else
4282         {
4283           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
4284           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
4285
4286           /* Keep register set table up to date.  */
4287           record_one_set (regno, new_insn);
4288         }
4289     }
4290   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
4291     {
4292       old_reg = SET_SRC (set);
4293       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
4294
4295       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
4296       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
4297         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
4298       else
4299         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
4300
4301       /* Keep register set table up to date.  */
4302       record_one_set (regno, new_insn);
4303     }
4304
4305   gcse_create_count++;
4306
4307   if (dump_file)
4308     fprintf (dump_file,
4309              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
4310               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
4311               INSN_UID (insn), regno);
4312 }
4313
4314 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
4315    to `reaching_reg'.  */
4316
4317 static void
4318 pre_insert_copies (void)
4319 {
4320   unsigned int i, added_copy;
4321   struct expr *expr;
4322   struct occr *occr;
4323   struct occr *avail;
4324
4325   /* For each available expression in the table, copy the result to
4326      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
4327
4328      ??? The current algorithm is rather brute force.
4329      Need to do some profiling.  */
4330
4331   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4332     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4333       {
4334         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
4335            we don't want to insert a copy here because the expression may not
4336            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
4337            deleted.  This test also avoids further processing if the
4338            expression wasn't deleted anywhere.  */
4339         if (expr->reaching_reg == NULL)
4340           continue;
4341
4342         /* Set when we add a copy for that expression.  */
4343         added_copy = 0;
4344
4345         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4346           {
4347             if (! occr->deleted_p)
4348               continue;
4349
4350             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
4351               {
4352                 rtx insn = avail->insn;
4353
4354                 /* No need to handle this one if handled already.  */
4355                 if (avail->copied_p)
4356                   continue;
4357
4358                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
4359                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
4360                   continue;
4361
4362                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
4363                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
4364                                                expr,
4365                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
4366                   continue;
4367
4368                 added_copy = 1;
4369
4370                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
4371                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
4372                 avail->copied_p = 1;
4373               }
4374           }
4375
4376           if (added_copy)
4377             update_ld_motion_stores (expr);
4378       }
4379 }
4380
4381 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
4382    in INSN.  */
4383 static rtx
4384 gcse_emit_move_after (rtx src, rtx dest, rtx insn)
4385 {
4386   rtx new;
4387   rtx set = single_set (insn), set2;
4388   rtx note;
4389   rtx eqv;
4390
4391   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
4392      we've verified to be valid.  */
4393
4394   new = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
4395
4396   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
4397   set2 = single_set (new);
4398   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
4399     return new;
4400   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
4401     eqv = XEXP (note, 0);
4402   else
4403     eqv = SET_SRC (set);
4404
4405   set_unique_reg_note (new, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
4406
4407   return new;
4408 }
4409
4410 /* Delete redundant computations.
4411    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
4412    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
4413    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
4414
4415    Returns nonzero if a change is made.  */
4416
4417 static int
4418 pre_delete (void)
4419 {
4420   unsigned int i;
4421   int changed;
4422   struct expr *expr;
4423   struct occr *occr;
4424
4425   changed = 0;
4426   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4427     for (expr = expr_hash_table.table[i];
4428          expr != NULL;
4429          expr = expr->next_same_hash)
4430       {
4431         int indx = expr->bitmap_index;
4432
4433         /* We only need to search antic_occr since we require
4434            ANTLOC != 0.  */
4435
4436         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
4437           {
4438             rtx insn = occr->insn;
4439             rtx set;
4440             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
4441
4442             /* We only delete insns that have a single_set.  */
4443             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx)
4444                 && (set = single_set (insn)) != 0
4445                 && dbg_cnt (pre_insn))
4446               {
4447                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4448                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
4449                    the mode of the original destination pseudo.  */
4450                 if (expr->reaching_reg == NULL)
4451                   expr->reaching_reg
4452                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
4453
4454                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
4455                 delete_insn (insn);
4456                 occr->deleted_p = 1;
4457                 SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
4458                 changed = 1;
4459                 gcse_subst_count++;
4460
4461                 if (dump_file)
4462                   {
4463                     fprintf (dump_file,
4464                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
4465                                INSN_UID (insn), indx);
4466                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
4467                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
4468                   }
4469               }
4470           }
4471       }
4472
4473   return changed;
4474 }
4475
4476 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
4477    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
4478    has been done.
4479
4480    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
4481    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
4482    Compiler Design and Implementation.
4483
4484    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
4485    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
4486    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
4487    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
4488    through the block.
4489
4490    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
4491    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
4492    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
4493    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
4494    redundancies.  */
4495
4496 static int
4497 pre_gcse (void)
4498 {
4499   unsigned int i;
4500   int did_insert, changed;
4501   struct expr **index_map;
4502   struct expr *expr;
4503
4504   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4505      hash table entry.  */
4506
4507   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4508   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4509     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4510       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4511
4512   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
4513   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
4514   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
4515
4516   /* Delete the redundant insns first so that
4517      - we know what register to use for the new insns and for the other
4518        ones with reaching expressions
4519      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
4520
4521   changed = pre_delete ();
4522   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
4523
4524   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
4525      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
4526   pre_insert_copies ();
4527   if (did_insert)
4528     {
4529       commit_edge_insertions ();
4530       changed = 1;
4531     }
4532
4533   free (index_map);
4534   sbitmap_free (pre_redundant_insns);
4535   return changed;
4536 }
4537
4538 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
4539
4540    Return nonzero if a change was made.  */
4541
4542 static int
4543 one_pre_gcse_pass (int pass)
4544 {
4545   int changed = 0;
4546
4547   gcse_subst_count = 0;
4548   gcse_create_count = 0;
4549
4550   alloc_hash_table (max_cuid, &expr_hash_table, 0);
4551   add_noreturn_fake_exit_edges ();
4552   if (flag_gcse_lm)
4553     compute_ld_motion_mems ();
4554
4555   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4556   trim_ld_motion_mems ();
4557   if (dump_file)
4558     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
4559
4560   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
4561     {
4562       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
4563       compute_pre_data ();
4564       changed |= pre_gcse ();
4565       free_edge_list (edge_list);
4566       free_pre_mem ();
4567     }
4568
4569   free_ldst_mems ();
4570   remove_fake_exit_edges ();
4571   free_hash_table (&expr_hash_table);
4572
4573   if (dump_file)
4574     {
4575       fprintf (dump_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4576                current_function_name (), pass, bytes_used);
4577       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
4578                gcse_subst_count, gcse_create_count);
4579     }
4580
4581   return changed;
4582 }
4583 \f
4584 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
4585    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
4586    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
4587    because the following loop optimization pass requires them.  */
4588
4589 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
4590    then we would not need to do this here, because jump would add the
4591    necessary REG_LABEL notes.  */
4592
4593 static void
4594 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
4595 {
4596   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
4597   int i, j;
4598   const char *fmt;
4599
4600   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
4601     {
4602       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
4603          avoid flow generating (slightly) worse code.
4604
4605          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
4606          mark_jump_label for additional information).  */
4607
4608       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
4609                                             REG_NOTES (insn));
4610       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
4611         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
4612       return;
4613     }
4614
4615   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
4616     {
4617       if (fmt[i] == 'e')
4618         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
4619       else if (fmt[i] == 'E')
4620         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
4621           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
4622     }
4623 }
4624
4625 /* Compute transparent outgoing information for each block.
4626
4627    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
4628    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
4629    when the edge is traversed through a call.  This happens with
4630    non-local labels and exceptions.
4631
4632    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
4633    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
4634    it should be possible with exception handling, since we still have
4635    control over which handler should be invoked.  But due to increased
4636    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
4637
4638 static void
4639 compute_transpout (void)
4640 {
4641   basic_block bb;
4642   unsigned int i;
4643   struct expr *expr;
4644
4645   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
4646
4647   FOR_EACH_BB (bb)
4648     {
4649       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
4650          end in call instructions for reasons other than abnormal
4651          control flow.  */
4652       if (! CALL_P (BB_END (bb)))
4653         continue;
4654
4655       for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4656         for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
4657           if (MEM_P (expr->expr))
4658             {
4659               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
4660                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
4661                 continue;
4662
4663               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
4664                  analysis to determine if this mem is actually killed
4665                  by this call.  */
4666               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
4667             }
4668     }
4669 }
4670
4671 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
4672
4673 /* Very busy expressions.  */
4674 static sbitmap *hoist_vbein;
4675 static sbitmap *hoist_vbeout;
4676
4677 /* Hoistable expressions.  */
4678 static sbitmap *hoist_exprs;
4679
4680 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
4681    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
4682    more effective than the tail merging code in jump.c.
4683
4684    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
4685    code hoisting.  It would be nice.  */
4686
4687 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
4688
4689 static void
4690 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
4691 {
4692   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4693   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4694   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4695
4696   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4697   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4698   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4699   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4700 }
4701
4702 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
4703
4704 static void
4705 free_code_hoist_mem (void)
4706 {
4707   sbitmap_vector_free (antloc);
4708   sbitmap_vector_free (transp);
4709   sbitmap_vector_free (comp);
4710
4711   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
4712   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
4713   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
4714   sbitmap_vector_free (transpout);
4715
4716   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4717 }
4718
4719 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
4720
4721    An expression is very busy if all paths from a given point
4722    compute the expression.  */
4723
4724 static void
4725 compute_code_hoist_vbeinout (void)
4726 {
4727   int changed, passes;
4728   basic_block bb;
4729
4730   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
4731   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
4732
4733   passes = 0;
4734   changed = 1;
4735
4736   while (changed)
4737     {
4738       changed = 0;
4739
4740       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
4741          the convergence.  */
4742       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
4743         {
4744           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index], antloc[bb->index],
4745                                               hoist_vbeout[bb->index], transp[bb->index]);
4746           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
4747             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index], hoist_vbein, bb->index);
4748         }
4749
4750       passes++;
4751     }
4752
4753   if (dump_file)
4754     fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
4755 }
4756
4757 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
4758
4759 static void
4760 compute_code_hoist_data (void)
4761 {
4762   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
4763   compute_transpout ();
4764   compute_code_hoist_vbeinout ();
4765   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
4766   if (dump_file)
4767     fprintf (dump_file, "\n");
4768 }
4769
4770 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
4771    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
4772
4773    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
4774    to me that the expression must either be computed or transparent in
4775    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
4776    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
4777    the expression wasn't a loop invariant.
4778
4779    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
4780    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
4781    paths.  */
4782
4783 static int
4784 hoist_expr_reaches_here_p (basic_block expr_bb, int expr_index, basic_block bb, char *visited)
4785 {
4786   edge pred;
4787   edge_iterator ei;
4788   int visited_allocated_locally = 0;
4789
4790
4791   if (visited == NULL)
4792     {
4793       visited_allocated_locally = 1;
4794       visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
4795     }
4796
4797   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
4798     {
4799       basic_block pred_bb = pred->src;
4800
4801       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
4802         break;
4803       else if (pred_bb == expr_bb)
4804         continue;
4805       else if (visited[pred_bb->index])
4806         continue;
4807
4808       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4809       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
4810         break;
4811       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
4812         break;
4813
4814       /* Not killed.  */
4815       else
4816         {
4817           visited[pred_bb->index] = 1;
4818           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
4819                                            pred_bb, visited))
4820             break;
4821         }
4822     }
4823   if (visited_allocated_locally)
4824     free (visited);
4825
4826   return (pred == NULL);
4827 }
4828 \f
4829 /* Actually perform code hoisting.  */
4830
4831 static void
4832 hoist_code (void)
4833 {
4834   basic_block bb, dominated;
4835   VEC (basic_block, heap) *domby;
4836   unsigned int i,j;
4837   struct expr **index_map;
4838   struct expr *expr;
4839
4840   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
4841
4842   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
4843      hash table entry.  */
4844
4845   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
4846   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
4847     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
4848       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
4849
4850   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
4851      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
4852   FOR_EACH_BB (bb)
4853     {
4854       int found = 0;
4855       int insn_inserted_p;
4856
4857       domby = get_dominated_by (CDI_DOMINATORS, bb);
4858       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
4859          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
4860       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
4861         {
4862           int hoistable = 0;
4863
4864           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i)
4865               && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
4866             {
4867               /* We've found a potentially hoistable expression, now
4868                  we look at every block BB dominates to see if it
4869                  computes the expression.  */
4870               for (j = 0; VEC_iterate (basic_block, domby, j, dominated); j++)
4871                 {
4872                   /* Ignore self dominance.  */
4873                   if (bb == dominated)
4874                     continue;
4875                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
4876                      the busy expression and whether or not moving that
4877                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
4878                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
4879                     continue;
4880
4881                   /* Note if the expression would reach the dominated block
4882                      unimpared if it was placed at the end of BB.
4883
4884                      Keep track of how many times this expression is hoistable
4885                      from a dominated block into BB.  */
4886                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
4887                     hoistable++;
4888                 }
4889
4890               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
4891                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
4892                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
4893                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
4894                  allocation.  One could increase this value to try harder
4895                  to avoid any possible code expansion due to register
4896                  allocation issues; however experiments have shown that
4897                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
4898                  from two successors, so raising this threshold is likely
4899                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
4900               if (hoistable > 1)
4901                 {
4902                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
4903                   found = 1;
4904                 }
4905             }
4906         }
4907       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
4908       if (! found)
4909         {
4910           VEC_free (basic_block, heap, domby);
4911           continue;
4912         }
4913
4914       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
4915       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
4916         {
4917           /* We want to insert the expression into BB only once, so
4918              note when we've inserted it.  */
4919           insn_inserted_p = 0;
4920
4921           /* These tests should be the same as the tests above.  */
4922           if (TEST_BIT (hoist_exprs[bb->index], i))
4923             {
4924               /* We've found a potentially hoistable expression, now
4925                  we look at every block BB dominates to see if it
4926                  computes the expression.  */
4927               for (j = 0; VEC_iterate (basic_block, domby, j, dominated); j++)
4928                 {
4929                   /* Ignore self dominance.  */
4930                   if (bb == dominated)
4931                     continue;
4932
4933                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
4934                      the busy expression and whether or not moving that
4935                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
4936                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
4937                     continue;
4938
4939                   /* The expression is computed in the dominated block and
4940                      it would be safe to compute it at the start of the
4941                      dominated block.  Now we have to determine if the
4942                      expression would reach the dominated block if it was
4943                      placed at the end of BB.  */
4944                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
4945                     {
4946                       struct expr *expr = index_map[i];
4947                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
4948                       rtx insn;
4949                       rtx set;
4950
4951                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
4952                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
4953                         occr = occr->next;
4954
4955                       gcc_assert (occr);
4956                       insn = occr->insn;
4957                       set = single_set (insn);
4958                       gcc_assert (set);
4959
4960                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
4961                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
4962                          from the mode of the original destination pseudo.  */
4963                       if (expr->reaching_reg == NULL)
4964                         expr->reaching_reg
4965                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
4966
4967                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
4968                       delete_insn (insn);
4969                       occr->deleted_p = 1;
4970                       if (!insn_inserted_p)
4971                         {
4972                           insert_insn_end_basic_block (index_map[i], bb, 0);
4973                           insn_inserted_p = 1;
4974                         }
4975                     }
4976                 }
4977             }
4978         }
4979       VEC_free (basic_block, heap, domby);
4980     }
4981
4982   free (index_map);
4983 }
4984
4985 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
4986
4987    Return nonzero if a change was made.  */
4988
4989 static int
4990 one_code_hoisting_pass (void)
4991 {
4992   int changed = 0;
4993
4994   alloc_hash_table (max_cuid, &expr_hash_table, 0);
4995   compute_hash_table (&expr_hash_table);
4996   if (dump_file)
4997     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
4998
4999   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
5000     {
5001       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
5002       compute_code_hoist_data ();
5003       hoist_code ();
5004       free_code_hoist_mem ();
5005     }
5006
5007   free_hash_table (&expr_hash_table);
5008
5009   return changed;
5010 }
5011 \f
5012 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
5013     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
5014     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
5015
5016             int i;
5017             float a[10];
5018
5019             void foo(float scale)
5020             {
5021               for (i=0; i<10; i++)
5022                 a[i] *= scale;
5023             }
5024
5025     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
5026     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
5027     of the loop.
5028
5029       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
5030     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
5031     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
5032
5033       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
5034     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
5035     in the loop.  */
5036
5037 static hashval_t
5038 pre_ldst_expr_hash (const void *p)
5039 {
5040   int do_not_record_p = 0;
5041   const struct ls_expr *x = p;
5042   return hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
5043 }
5044
5045 static int
5046 pre_ldst_expr_eq (const void *p1, const void *p2)
5047 {
5048   const struct ls_expr *ptr1 = p1, *ptr2 = p2;
5049   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
5050 }
5051
5052 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
5053    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
5054
5055 static struct ls_expr *
5056 ldst_entry (rtx x)
5057 {
5058   int do_not_record_p = 0;
5059   struct ls_expr * ptr;
5060   unsigned int hash;
5061   void **slot;
5062   struct ls_expr e;
5063
5064   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
5065                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
5066
5067   e.pattern = x;
5068   slot = htab_find_slot_with_hash (pre_ldst_table, &e, hash, INSERT);
5069   if (*slot)
5070     return (struct ls_expr *)*slot;
5071
5072   ptr = XNEW (struct ls_expr);
5073
5074   ptr->next         = pre_ldst_mems;
5075   ptr->expr         = NULL;
5076   ptr->pattern      = x;
5077   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
5078   ptr->loads        = NULL_RTX;
5079   ptr->stores       = NULL_RTX;
5080   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
5081   ptr->invalid      = 0;
5082   ptr->index        = 0;
5083   ptr->hash_index   = hash;
5084   pre_ldst_mems     = ptr;
5085   *slot = ptr;
5086
5087   return ptr;
5088 }
5089
5090 /* Free up an individual ldst entry.  */
5091
5092 static void
5093 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
5094 {
5095   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
5096   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
5097
5098   free (ptr);
5099 }
5100
5101 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
5102
5103 static void
5104 free_ldst_mems (void)
5105 {
5106   if (pre_ldst_table)
5107     htab_delete (pre_ldst_table);
5108   pre_ldst_table = NULL;
5109
5110   while (pre_ldst_mems)
5111     {
5112       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
5113
5114       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
5115
5116       free_ldst_entry (tmp);
5117     }
5118
5119   pre_ldst_mems = NULL;
5120 }
5121
5122 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
5123
5124 static void
5125 print_ldst_list (FILE * file)
5126 {
5127   struct ls_expr * ptr;
5128
5129   fprintf (file, "LDST list: \n");
5130
5131   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
5132     {
5133       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
5134
5135       print_rtl (file, ptr->pattern);
5136
5137       fprintf (file, "\n         Loads : ");
5138
5139       if (ptr->loads)
5140         print_rtl (file, ptr->loads);
5141       else
5142         fprintf (file, "(nil)");
5143
5144       fprintf (file, "\n        Stores : ");
5145
5146       if (ptr->stores)
5147         print_rtl (file, ptr->stores);
5148       else
5149         fprintf (file, "(nil)");
5150
5151       fprintf (file, "\n\n");
5152     }
5153
5154   fprintf (file, "\n");
5155 }
5156
5157 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
5158
5159 static struct ls_expr *
5160 find_rtx_in_ldst (rtx x)
5161 {
5162   struct ls_expr e;
5163   void **slot;
5164   if (!pre_ldst_table)
5165     return NULL;
5166   e.pattern = x;
5167   slot = htab_find_slot (pre_ldst_table, &e, NO_INSERT);
5168   if (!slot || ((struct ls_expr *)*slot)->invalid)
5169     return NULL;
5170   return *slot;
5171 }
5172
5173 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
5174
5175 static int
5176 enumerate_ldsts (void)
5177 {
5178   struct ls_expr * ptr;
5179   int n = 0;
5180
5181   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
5182     ptr->index = n++;
5183
5184   return n;
5185 }
5186
5187 /* Return first item in the list.  */
5188
5189 static inline struct ls_expr *
5190 first_ls_expr (void)
5191 {
5192   return pre_ldst_mems;
5193 }
5194
5195 /* Return the next item in the list after the specified one.  */
5196
5197 static inline struct ls_expr *
5198 next_ls_expr (struct ls_expr * ptr)
5199 {
5200   return ptr->next;
5201 }
5202 \f
5203 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
5204
5205 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
5206    side effects. These are the types of loads we consider for the
5207    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
5208
5209 static int
5210 simple_mem (rtx x)
5211 {
5212   if (! MEM_P (x))
5213     return 0;
5214
5215   if (MEM_VOLATILE_P (x))
5216     return 0;
5217
5218   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
5219     return 0;
5220
5221   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
5222      that may trap. If we are not, the behavior is undefined, so we may just
5223      continue.  */
5224   if (flag_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
5225     return 0;
5226
5227   if (side_effects_p (x))
5228     return 0;
5229
5230   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
5231   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
5232     return 0;
5233
5234   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
5235     return 0;
5236
5237   return 1;
5238 }
5239
5240 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
5241    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
5242    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
5243    loads since the aliasing code will allow all entries in the
5244    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
5245    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
5246    fix it up.  */
5247
5248 static void
5249 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
5250 {
5251   const char * fmt;
5252   int i, j;
5253   struct ls_expr * ptr;
5254
5255   /* Invalidate it in the list.  */
5256   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
5257     {
5258       ptr = ldst_entry (x);
5259       ptr->invalid = 1;
5260     }
5261
5262   /* Recursively process the insn.  */
5263   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
5264
5265   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
5266     {
5267       if (fmt[i] == 'e')
5268         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
5269       else if (fmt[i] == 'E')
5270         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5271           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
5272     }
5273 }
5274
5275 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
5276    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
5277    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
5278    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
5279    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
5280    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
5281    later.  */
5282
5283 static void
5284 compute_ld_motion_mems (void)
5285 {
5286   struct ls_expr * ptr;
5287   basic_block bb;
5288   rtx insn;
5289
5290   pre_ldst_mems = NULL;
5291   pre_ldst_table = htab_create (13, pre_ldst_expr_hash,
5292                                 pre_ldst_expr_eq, NULL);
5293
5294   FOR_EACH_BB (bb)
5295     {
5296       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
5297         {
5298           if (INSN_P (insn))
5299             {
5300               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
5301                 {
5302                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
5303                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
5304
5305                   /* Check for a simple LOAD...  */
5306                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
5307                     {
5308                       ptr = ldst_entry (src);
5309                       if (REG_P (dest))
5310                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
5311                       else
5312                         ptr->invalid = 1;
5313                     }
5314                   else
5315                     {
5316                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
5317                       invalidate_any_buried_refs (src);
5318                     }
5319
5320                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
5321                      will block any movement we might do later. We only care
5322                      about this exact pattern since those are the only
5323                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
5324                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
5325                     {
5326                       ptr = ldst_entry (dest);
5327
5328                       if (! MEM_P (src)
5329                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
5330                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
5331                              returns 0 for all REGs.  */
5332                           && can_assign_to_reg_p (src))
5333                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
5334                       else
5335                         ptr->invalid = 1;
5336                     }
5337                 }
5338               else
5339                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
5340             }
5341         }
5342     }
5343 }
5344
5345 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
5346    expression list for pre gcse.  */
5347
5348 static void
5349 trim_ld_motion_mems (void)
5350 {
5351   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
5352   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
5353
5354   while (ptr != NULL)
5355     {
5356       struct expr * expr;
5357
5358       /* Delete if entry has been made invalid.  */
5359       if (! ptr->invalid)
5360         {
5361           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
5362           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
5363
5364           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
5365                expr != NULL;
5366                expr = expr->next_same_hash)
5367             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
5368               break;
5369         }
5370       else
5371         expr = (struct expr *) 0;
5372
5373       if (expr)
5374         {
5375           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
5376           ptr->expr = expr;
5377           last = & ptr->next;
5378           ptr = ptr->next;
5379         }
5380       else
5381         {
5382           *last = ptr->next;
5383           htab_remove_elt_with_hash (pre_ldst_table, ptr, ptr->hash_index);
5384           free_ldst_entry (ptr);
5385           ptr = * last;
5386         }
5387     }
5388
5389   /* Show the world what we've found.  */
5390   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
5391     print_ldst_list (dump_file);
5392 }
5393
5394 /* This routine will take an expression which we are replacing with
5395    a reaching register, and update any stores that are needed if
5396    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
5397    copying their SRC to the reaching register, and then storing
5398    the reaching register into the store location. These keeps the
5399    correct value in the reaching register for the loads.  */
5400
5401 static void
5402 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
5403 {
5404   struct ls_expr * mem_ptr;
5405
5406   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
5407     {
5408       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
5409          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
5410          dead and should be eliminated later.  */
5411
5412       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
5413          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
5414          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
5415          (set reg expr) in that insn.  */
5416       rtx list = mem_ptr->stores;
5417
5418       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
5419         {
5420           rtx insn = XEXP (list, 0);
5421           rtx pat = PATTERN (insn);
5422           rtx src = SET_SRC (pat);
5423           rtx reg = expr->reaching_reg;
5424           rtx copy, new;
5425
5426           /* If we've already copied it, continue.  */
5427           if (expr->reaching_reg == src)
5428             continue;
5429
5430           if (dump_file)
5431             {
5432               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
5433               print_rtl (dump_file, expr->reaching_reg);
5434               fprintf (dump_file, ":\n  ");
5435               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
5436               fprintf (dump_file, "\n");
5437             }
5438
5439           copy = gen_move_insn ( reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
5440           new = emit_insn_before (copy, insn);
5441           record_one_set (REGNO (reg), new);
5442           SET_SRC (pat) = reg;
5443           df_insn_rescan (insn);
5444
5445           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
5446           INSN_CODE (insn) = -1;
5447           gcse_create_count++;
5448         }
5449     }
5450 }
5451 \f
5452 /* Store motion code.  */
5453
5454 #define ANTIC_STORE_LIST(x)             ((x)->loads)
5455 #define AVAIL_STORE_LIST(x)             ((x)->stores)
5456 #define LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE(x)     ((x)->reaching_reg)
5457
5458 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the
5459    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
5460 static int * regvec;
5461
5462 /* And current insn, for the same routine.  */
5463 static rtx compute_store_table_current_insn;
5464
5465 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
5466 static sbitmap * st_antloc;
5467
5468 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
5469 static int num_stores;
5470
5471 /* Checks to set if we need to mark a register set.  Called from
5472    note_stores.  */
5473
5474 static void
5475 reg_set_info (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
5476               void *data)
5477 {
5478   sbitmap bb_reg = data;
5479
5480   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
5481     dest = SUBREG_REG (dest);
5482
5483   if (REG_P (dest))
5484     {
5485       regvec[REGNO (dest)] = INSN_UID (compute_store_table_current_insn);
5486       if (bb_reg)
5487         SET_BIT (bb_reg, REGNO (dest));
5488     }
5489 }
5490
5491 /* Clear any mark that says that this insn sets dest.  Called from
5492    note_stores.  */
5493
5494 static void
5495 reg_clear_last_set (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
5496               void *data)
5497 {
5498   int *dead_vec = data;
5499
5500   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
5501     dest = SUBREG_REG (dest);
5502
5503   if (REG_P (dest) &&
5504       dead_vec[REGNO (dest)] == INSN_UID (compute_store_table_current_insn))
5505     dead_vec[REGNO (dest)] = 0;
5506 }
5507
5508 /* Return zero if some of the registers in list X are killed
5509    due to set of registers in bitmap REGS_SET.  */
5510
5511 static bool
5512 store_ops_ok (rtx x, int *regs_set)
5513 {
5514   rtx reg;
5515
5516   for (; x; x = XEXP (x, 1))
5517     {
5518       reg = XEXP (x, 0);
5519       if (regs_set[REGNO(reg)])
5520         return false;
5521     }
5522
5523   return true;
5524 }
5525
5526 /* Returns a list of registers mentioned in X.  */
5527 static rtx
5528 extract_mentioned_regs (rtx x)
5529 {
5530   return extract_mentioned_regs_helper (x, NULL_RTX);
5531 }
5532
5533 /* Helper for extract_mentioned_regs; ACCUM is used to accumulate used
5534    registers.  */
5535 static rtx
5536 extract_mentioned_regs_helper (rtx x, rtx accum)
5537 {
5538   int i;
5539   enum rtx_code code;
5540   const char * fmt;
5541
5542   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
5543  repeat:
5544
5545   if (x == 0)
5546     return accum;
5547
5548   code = GET_CODE (x);
5549   switch (code)
5550     {
5551     case REG:
5552       return alloc_EXPR_LIST (0, x, accum);
5553
5554     case MEM:
5555       x = XEXP (x, 0);
5556       goto repeat;
5557
5558     case PRE_DEC:
5559     case PRE_INC:
5560     case PRE_MODIFY:
5561     case POST_DEC:
5562     case POST_INC:
5563     case POST_MODIFY:
5564       /* We do not run this function with arguments having side effects.  */
5565       gcc_unreachable ();
5566
5567     case PC:
5568     case CC0: /*FIXME*/
5569     case CONST:
5570     case CONST_INT:
5571     case CONST_DOUBLE:
5572     case CONST_VECTOR:
5573     case SYMBOL_REF:
5574     case LABEL_REF:
5575     case ADDR_VEC:
5576     case ADDR_DIFF_VEC:
5577       return accum;
5578
5579     default:
5580       break;
5581     }
5582
5583   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
5584   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
5585
5586   for (; i >= 0; i--)
5587     {
5588       if (fmt[i] == 'e')
5589         {
5590           rtx tem = XEXP (x, i);
5591
5592           /* If we are about to do the last recursive call
5593              needed at this level, change it into iteration.  */
5594           if (i == 0)
5595             {
5596               x = tem;
5597               goto repeat;
5598             }
5599
5600           accum = extract_mentioned_regs_helper (tem, accum);
5601         }
5602       else if (fmt[i] == 'E')
5603         {
5604           int j;
5605
5606           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
5607             accum = extract_mentioned_regs_helper (XVECEXP (x, i, j), accum);
5608         }
5609     }
5610
5611   return accum;
5612 }
5613
5614 /* Determine whether INSN is MEM store pattern that we will consider moving.
5615    REGS_SET_BEFORE is bitmap of registers set before (and including) the
5616    current insn, REGS_SET_AFTER is bitmap of registers set after (and
5617    including) the insn in this basic block.  We must be passing through BB from
5618    head to end, as we are using this fact to speed things up.
5619
5620    The results are stored this way:
5621
5622    -- the first anticipatable expression is added into ANTIC_STORE_LIST
5623    -- if the processed expression is not anticipatable, NULL_RTX is added
5624       there instead, so that we can use it as indicator that no further
5625       expression of this type may be anticipatable
5626    -- if the expression is available, it is added as head of AVAIL_STORE_LIST;
5627       consequently, all of them but this head are dead and may be deleted.
5628    -- if the expression is not available, the insn due to that it fails to be
5629       available is stored in reaching_reg.
5630
5631    The things are complicated a bit by fact that there already may be stores
5632    to the same MEM from other blocks; also caller must take care of the
5633    necessary cleanup of the temporary markers after end of the basic block.
5634    */
5635
5636 static void
5637 find_moveable_store (rtx insn, int *regs_set_before, int *regs_set_after)
5638 {
5639   struct ls_expr * ptr;
5640   rtx dest, set, tmp;
5641   int check_anticipatable, check_available;
5642   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
5643
5644   set = single_set (insn);
5645   if (!set)
5646     return;
5647
5648   dest = SET_DEST (set);
5649
5650   if (! MEM_P (dest) || MEM_VOLATILE_P (dest)
5651       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
5652     return;
5653
5654   if (side_effects_p (dest))
5655     return;
5656
5657   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
5658      that may trap. If we are not, the behavior is undefined, so we may just
5659      continue.  */
5660   if (flag_non_call_exceptions && may_trap_p (dest))
5661     return;
5662
5663   /* Even if the destination cannot trap, the source may.  In this case we'd
5664      need to handle updating the REG_EH_REGION note.  */
5665   if (find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX))
5666     return;
5667
5668   /* Make sure that the SET_SRC of this store insns can be assigned to
5669      a register, or we will fail later on in replace_store_insn, which
5670      assumes that we can do this.  But sometimes the target machine has
5671      oddities like MEM read-modify-write instruction.  See for example
5672      PR24257.  */
5673   if (!can_assign_to_reg_p (SET_SRC (set)))
5674     return;
5675
5676   ptr = ldst_entry (dest);
5677   if (!ptr->pattern_regs)
5678     ptr->pattern_regs = extract_mentioned_regs (dest);
5679
5680   /* Do not check for anticipatability if we either found one anticipatable
5681      store already, or tested for one and found out that it was killed.  */
5682   check_anticipatable = 0;
5683   if (!ANTIC_STORE_LIST (ptr))
5684     check_anticipatable = 1;
5685   else
5686     {
5687       tmp = XEXP (ANTIC_STORE_LIST (ptr), 0);
5688       if (tmp != NULL_RTX
5689           && BLOCK_FOR_INSN (tmp) != bb)
5690         check_anticipatable = 1;
5691     }
5692   if (check_anticipatable)
5693     {
5694       if (store_killed_before (dest, ptr->pattern_regs, insn, bb, regs_set_before))
5695         tmp = NULL_RTX;
5696       else
5697         tmp = insn;
5698       ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (tmp,
5699                                                 ANTIC_STORE_LIST (ptr));
5700     }
5701
5702   /* It is not necessary to check whether store is available if we did
5703      it successfully before; if we failed before, do not bother to check
5704      until we reach the insn that caused us to fail.  */
5705   check_available = 0;
5706   if (!AVAIL_STORE_LIST (ptr))
5707     check_available = 1;
5708   else
5709     {
5710       tmp = XEXP (AVAIL_STORE_LIST (ptr), 0);
5711       if (BLOCK_FOR_INSN (tmp) != bb)
5712         check_available = 1;
5713     }
5714   if (check_available)
5715     {
5716       /* Check that we have already reached the insn at that the check
5717          failed last time.  */
5718       if (LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr))
5719         {
5720           for (tmp = BB_END (bb);
5721                tmp != insn && tmp != LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr);
5722                tmp = PREV_INSN (tmp))
5723             continue;
5724           if (tmp == insn)
5725             check_available = 0;
5726         }
5727       else
5728         check_available = store_killed_after (dest, ptr->pattern_regs, insn,
5729                                               bb, regs_set_after,
5730                                               &LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE (ptr));
5731     }
5732   if (!check_available)
5733     AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn, AVAIL_STORE_LIST (ptr));
5734 }
5735
5736 /* Find available and anticipatable stores.  */
5737
5738 static int
5739 compute_store_table (void)
5740 {
5741   int ret;
5742   basic_block bb;
5743   unsigned regno;
5744   rtx insn, pat, tmp;
5745   int *last_set_in, *already_set;
5746   struct ls_expr * ptr, **prev_next_ptr_ptr;
5747
5748   max_gcse_regno = max_reg_num ();
5749
5750   reg_set_in_block = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
5751                                                        max_gcse_regno);
5752   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
5753   pre_ldst_mems = 0;
5754   pre_ldst_table = htab_create (13, pre_ldst_expr_hash,
5755                                 pre_ldst_expr_eq, NULL);
5756   last_set_in = XCNEWVEC (int, max_gcse_regno);
5757   already_set = XNEWVEC (int, max_gcse_regno);
5758
5759   /* Find all the stores we care about.  */
5760   FOR_EACH_BB (bb)
5761     {
5762       /* First compute the registers set in this block.  */
5763       regvec = last_set_in;
5764
5765       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
5766         {
5767           if (! INSN_P (insn))
5768             continue;
5769
5770           if (CALL_P (insn))
5771             {
5772               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
5773                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
5774                   {
5775                     last_set_in[regno] = INSN_UID (insn);
5776                     SET_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
5777                   }
5778             }
5779
5780           pat = PATTERN (insn);
5781           compute_store_table_current_insn = insn;
5782           note_stores (pat, reg_set_info, reg_set_in_block[bb->index]);
5783         }
5784
5785       /* Now find the stores.  */
5786       memset (already_set, 0, sizeof (int) * max_gcse_regno);
5787       regvec = already_set;
5788       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
5789         {
5790           if (! INSN_P (insn))
5791             continue;
5792
5793           if (CALL_P (insn))
5794             {
5795               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
5796                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
5797                   already_set[regno] = 1;
5798             }
5799
5800           pat = PATTERN (insn);
5801           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
5802
5803           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
5804           find_moveable_store (insn, already_set, last_set_in);
5805
5806           /* Unmark regs that are no longer set.  */
5807           compute_store_table_current_insn = insn;
5808           note_stores (pat, reg_clear_last_set, last_set_in);
5809           if (CALL_P (insn))
5810             {
5811               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
5812                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno)
5813                     && last_set_in[regno] == INSN_UID (insn))
5814                   last_set_in[regno] = 0;
5815             }
5816         }
5817
5818 #ifdef ENABLE_CHECKING
5819       /* last_set_in should now be all-zero.  */
5820       for (regno = 0; regno < max_gcse_regno; regno++)
5821         gcc_assert (!last_set_in[regno]);
5822 #endif
5823
5824       /* Clear temporary marks.  */
5825       for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
5826         {
5827           LAST_AVAIL_CHECK_FAILURE(ptr) = NULL_RTX;
5828           if (ANTIC_STORE_LIST (ptr)
5829               && (tmp = XEXP (ANTIC_STORE_LIST (ptr), 0)) == NULL_RTX)
5830             ANTIC_STORE_LIST (ptr) = XEXP (ANTIC_STORE_LIST (ptr), 1);
5831         }
5832     }
5833
5834   /* Remove the stores that are not available anywhere, as there will
5835      be no opportunity to optimize them.  */
5836   for (ptr = pre_ldst_mems, prev_next_ptr_ptr = &pre_ldst_mems;
5837        ptr != NULL;
5838        ptr = *prev_next_ptr_ptr)
5839     {
5840       if (!AVAIL_STORE_LIST (ptr))
5841         {
5842           *prev_next_ptr_ptr = ptr->next;
5843           htab_remove_elt_with_hash (pre_ldst_table, ptr, ptr->hash_index);
5844           free_ldst_entry (ptr);
5845         }
5846       else
5847         prev_next_ptr_ptr = &ptr->next;
5848     }
5849
5850   ret = enumerate_ldsts ();
5851
5852   if (dump_file)
5853     {
5854       fprintf (dump_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
5855       print_ldst_list (dump_file);
5856     }
5857
5858   free (last_set_in);
5859   free (already_set);
5860   return ret;
5861 }
5862
5863 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.
5864    AFTER is true if we are checking the case when STORE_PATTERN occurs
5865    after the X.  */
5866
5867 static bool
5868 load_kills_store (rtx x, rtx store_pattern, int after)
5869 {
5870   if (after)
5871     return anti_dependence (x, store_pattern);
5872   else
5873     return true_dependence (store_pattern, GET_MODE (store_pattern), x,
5874                             rtx_addr_varies_p);
5875 }
5876
5877 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias
5878    STORE_PATTERN.  Return true if found.
5879    AFTER is true if we are checking the case when STORE_PATTERN occurs
5880    after the insn X.  */
5881
5882 static bool
5883 find_loads (rtx x, rtx store_pattern, int after)
5884 {
5885   const char * fmt;
5886   int i, j;
5887   int ret = false;
5888
5889   if (!x)
5890     return false;
5891
5892   if (GET_CODE (x) == SET)
5893     x = SET_SRC (x);
5894
5895   if (MEM_P (x))
5896     {
5897       if (load_kills_store (x, store_pattern, after))
5898         return true;
5899     }
5900
5901   /* Recursively process the insn.  */
5902   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
5903
5904   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
5905     {
5906       if (fmt[i] == 'e')
5907         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern, after);
5908       else if (fmt[i] == 'E')
5909         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5910           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern, after);
5911     }
5912   return ret;
5913 }
5914
5915 static inline bool
5916 store_killed_in_pat (rtx x, rtx pat, int after)
5917 {
5918   if (GET_CODE (pat) == SET)
5919     {
5920       rtx dest = SET_DEST (pat);
5921
5922       if (GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT)
5923         dest = XEXP (dest, 0);
5924
5925       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
5926       if (MEM_P (dest)
5927           && !expr_equiv_p (dest, x))
5928         {
5929           if (after)
5930             {
5931               if (output_dependence (dest, x))
5932                 return true;
5933             }
5934           else
5935             {
5936               if (output_dependence (x, dest))
5937                 return true;
5938             }
5939         }
5940     }
5941
5942   if (find_loads (pat, x, after))
5943     return true;
5944
5945   return false;
5946 }
5947
5948 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).
5949    AFTER is true if we are checking the case when store X occurs
5950    after the insn.  Return true if it does.  */
5951
5952 static bool
5953 store_killed_in_insn (rtx x, rtx x_regs, rtx insn, int after)
5954 {
5955   rtx reg, base, note, pat;
5956
5957   if (!INSN_P (insn))
5958     return false;
5959
5960   if (CALL_P (insn))
5961     {
5962       /* A normal or pure call might read from pattern,
5963          but a const call will not.  */
5964       if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn) || pure_call_p (insn))
5965         return true;
5966
5967       /* But even a const call reads its parameters.  Check whether the
5968          base of some of registers used in mem is stack pointer.  */
5969       for (reg = x_regs; reg; reg = XEXP (reg, 1))
5970         {
5971           base = find_base_term (XEXP (reg, 0));
5972           if (!base
5973               || (GET_CODE (base) == ADDRESS
5974                   && GET_MODE (base) == Pmode
5975                   && XEXP (base, 0) == stack_pointer_rtx))
5976             return true;
5977         }
5978
5979       return false;
5980     }
5981
5982   pat = PATTERN (insn);
5983   if (GET_CODE (pat) == SET)
5984     {
5985       if (store_killed_in_pat (x, pat, after))
5986         return true;
5987     }
5988   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
5989     {
5990       int i;
5991
5992       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
5993         if (store_killed_in_pat (x, XVECEXP (pat, 0, i), after))
5994           return true;
5995     }
5996   else if (find_loads (PATTERN (insn), x, after))
5997     return true;
5998
5999   /* If this insn has a REG_EQUAL or REG_EQUIV note referencing a memory
6000      location aliased with X, then this insn kills X.  */
6001   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
6002   if (! note)
6003     return false;
6004   note = XEXP (note, 0);
6005
6006   /* However, if the note represents a must alias rather than a may
6007      alias relationship, then it does not kill X.  */
6008   if (expr_equiv_p (note, x))
6009     return false;
6010
6011   /* See if there are any aliased loads in the note.  */
6012   return find_loads (note, x, after);
6013 }
6014
6015 /* Returns true if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6016    within basic block BB.  REGS_SET_AFTER is bitmap of registers set in
6017    or after the insn.  X_REGS is list of registers mentioned in X. If the store
6018    is killed, return the last insn in that it occurs in FAIL_INSN.  */
6019
6020 static bool
6021 store_killed_after (rtx x, rtx x_regs, rtx insn, basic_block bb,
6022                     int *regs_set_after, rtx *fail_insn)
6023 {
6024   rtx last = BB_END (bb), act;
6025
6026   if (!store_ops_ok (x_regs, regs_set_after))
6027     {
6028       /* We do not know where it will happen.  */
6029       if (fail_insn)
6030         *fail_insn = NULL_RTX;
6031       return true;
6032     }
6033
6034   /* Scan from the end, so that fail_insn is determined correctly.  */
6035   for (act = last; act != PREV_INSN (insn); act = PREV_INSN (act))
6036     if (store_killed_in_insn (x, x_regs, act, false))
6037       {
6038         if (fail_insn)
6039           *fail_insn = act;
6040         return true;
6041       }
6042
6043   return false;
6044 }
6045
6046 /* Returns true if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6047    within basic block BB. X_REGS is list of registers mentioned in X.
6048    REGS_SET_BEFORE is bitmap of registers set before or in this insn.  */
6049 static bool
6050 store_killed_before (rtx x, rtx x_regs, rtx insn, basic_block bb,
6051                      int *regs_set_before)
6052 {
6053   rtx first = BB_HEAD (bb);
6054
6055   if (!store_ops_ok (x_regs, regs_set_before))
6056     return true;
6057
6058   for ( ; insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6059     if (store_killed_in_insn (x, x_regs, insn, true))
6060       return true;
6061
6062   return false;
6063 }
6064
6065 /* Fill in available, anticipatable, transparent and kill vectors in
6066    STORE_DATA, based on lists of available and anticipatable stores.  */
6067 static void
6068 build_store_vectors (void)
6069 {
6070   basic_block bb;
6071   int *regs_set_in_block;
6072   rtx insn, st;
6073   struct ls_expr * ptr;
6074   unsigned regno;
6075
6076   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
6077      by aliasing later in its block.  */
6078   ae_gen = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6079   sbitmap_vector_zero (ae_gen, last_basic_block);
6080
6081   st_antloc = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6082   sbitmap_vector_zero (st_antloc, last_basic_block);
6083
6084   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6085     {
6086       for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6087         {
6088           insn = XEXP (st, 0);
6089           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6090
6091           /* If we've already seen an available expression in this block,
6092              we can delete this one (It occurs earlier in the block). We'll
6093              copy the SRC expression to an unused register in case there
6094              are any side effects.  */
6095           if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6096             {
6097               rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
6098               if (dump_file)
6099                 fprintf (dump_file, "Removing redundant store:\n");
6100               replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb, ptr);
6101               continue;
6102             }
6103           SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
6104         }
6105
6106       for (st = ANTIC_STORE_LIST (ptr); st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6107         {
6108           insn = XEXP (st, 0);
6109           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6110           SET_BIT (st_antloc[bb->index], ptr->index);
6111         }
6112     }
6113
6114   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6115   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
6116
6117   transp = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6118   sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
6119   regs_set_in_block = XNEWVEC (int, max_gcse_regno);
6120
6121   FOR_EACH_BB (bb)
6122     {
6123       for (regno = 0; regno < max_gcse_regno; regno++)
6124         regs_set_in_block[regno] = TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
6125
6126       for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6127         {
6128           if (store_killed_after (ptr->pattern, ptr->pattern_regs, BB_HEAD (bb),
6129                                   bb, regs_set_in_block, NULL))
6130             {
6131               /* It should not be necessary to consider the expression
6132                  killed if it is both anticipatable and available.  */
6133               if (!TEST_BIT (st_antloc[bb->index], ptr->index)
6134                   || !TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6135                 SET_BIT (ae_kill[bb->index], ptr->index);
6136             }
6137           else
6138             SET_BIT (transp[bb->index], ptr->index);
6139         }
6140     }
6141
6142   free (regs_set_in_block);
6143
6144   if (dump_file)
6145     {
6146       dump_sbitmap_vector (dump_file, "st_antloc", "", st_antloc, last_basic_block);
6147       dump_sbitmap_vector (dump_file, "st_kill", "", ae_kill, last_basic_block);
6148       dump_sbitmap_vector (dump_file, "Transpt", "", transp, last_basic_block);
6149       dump_sbitmap_vector (dump_file, "st_avloc", "", ae_gen, last_basic_block);
6150     }
6151 }
6152
6153 /* Insert an instruction at the beginning of a basic block, and update
6154    the BB_HEAD if needed.  */
6155
6156 static void
6157 insert_insn_start_basic_block (rtx insn, basic_block bb)
6158 {
6159   /* Insert at start of successor block.  */
6160   rtx prev = PREV_INSN (BB_HEAD (bb));
6161   rtx before = BB_HEAD (bb);
6162   while (before != 0)
6163     {
6164       if (! LABEL_P (before)
6165           && !NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (before))
6166         break;
6167       prev = before;
6168       if (prev == BB_END (bb))
6169         break;
6170       before = NEXT_INSN (before);
6171     }
6172
6173   insn = emit_insn_after_noloc (insn, prev, bb);
6174
6175   if (dump_file)
6176     {
6177       fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
6178                bb->index);
6179       print_inline_rtx (dump_file, insn, 6);
6180       fprintf (dump_file, "\n");
6181     }
6182 }
6183
6184 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
6185    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns nonzero
6186    if an edge insertion was performed.  */
6187
6188 static int
6189 insert_store (struct ls_expr * expr, edge e)
6190 {
6191   rtx reg, insn;
6192   basic_block bb;
6193   edge tmp;
6194   edge_iterator ei;
6195
6196   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
6197      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
6198   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
6199     return 0;
6200
6201   if (e->flags & EDGE_FAKE)
6202     return 0;
6203
6204   reg = expr->reaching_reg;
6205   insn = gen_move_insn (copy_rtx (expr->pattern), reg);
6206
6207   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
6208      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
6209      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
6210   bb = e->dest;
6211   FOR_EACH_EDGE (tmp, ei, e->dest->preds)
6212     if (!(tmp->flags & EDGE_FAKE))
6213       {
6214         int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
6215         
6216         gcc_assert (index != EDGE_INDEX_NO_EDGE);
6217         if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
6218           break;
6219       }
6220
6221   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
6222      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
6223   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
6224     {
6225       FOR_EACH_EDGE (tmp, ei, e->dest->preds)
6226         {
6227           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
6228           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
6229         }
6230       insert_insn_start_basic_block (insn, bb);
6231       return 0;
6232     }
6233
6234   /* We can't put stores in the front of blocks pointed to by abnormal
6235      edges since that may put a store where one didn't used to be.  */
6236   gcc_assert (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL));
6237
6238   insert_insn_on_edge (insn, e);
6239
6240   if (dump_file)
6241     {
6242       fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
6243                e->src->index, e->dest->index);
6244       print_inline_rtx (dump_file, insn, 6);
6245       fprintf (dump_file, "\n");
6246     }
6247
6248   return 1;
6249 }
6250
6251 /* Remove any REG_EQUAL or REG_EQUIV notes containing a reference to the
6252    memory location in SMEXPR set in basic block BB.
6253
6254    This could be rather expensive.  */
6255
6256 static void
6257 remove_reachable_equiv_notes (basic_block bb, struct ls_expr *smexpr)
6258 {
6259   edge_iterator *stack, ei;
6260   int sp;
6261   edge act;
6262   sbitmap visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
6263   rtx last, insn, note;
6264   rtx mem = smexpr->pattern;
6265
6266   stack = XNEWVEC (edge_iterator, n_basic_blocks);
6267   sp = 0;
6268   ei = ei_start (bb->succs);
6269
6270   sbitmap_zero (visited);
6271
6272   act = (EDGE_COUNT (ei_container (ei)) > 0 ? EDGE_I (ei_container (ei), 0) : NULL);
6273   while (1)
6274     {
6275       if (!act)
6276         {
6277           if (!sp)
6278             {
6279               free (stack);
6280               sbitmap_free (visited);
6281               return;
6282             }
6283           act = ei_edge (stack[--sp]);
6284         }
6285       bb = act->dest;
6286
6287       if (bb == EXIT_BLOCK_PTR
6288           || TEST_BIT (visited, bb->index))
6289         {
6290           if (!ei_end_p (ei))
6291               ei_next (&ei);
6292           act = (! ei_end_p (ei)) ? ei_edge (ei) : NULL;
6293           continue;
6294         }
6295       SET_BIT (visited, bb->index);
6296
6297       if (TEST_BIT (st_antloc[bb->index], smexpr->index))
6298         {
6299           for (last = ANTIC_STORE_LIST (smexpr);
6300                BLOCK_FOR_INSN (XEXP (last, 0)) != bb;
6301                last = XEXP (last, 1))
6302             continue;
6303           last = XEXP (last, 0);
6304         }
6305       else
6306         last = NEXT_INSN (BB_END (bb));
6307
6308       for (insn = BB_HEAD (bb); insn != last; insn = NEXT_INSN (insn))
6309         if (INSN_P (insn))
6310           {
6311             note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
6312             if (!note || !expr_equiv_p (XEXP (note, 0), mem))
6313               continue;
6314
6315             if (dump_file)
6316               fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  drop REG_EQUAL note at insn %d:\n",
6317                        INSN_UID (insn));
6318             remove_note (insn, note);
6319           }
6320
6321       if (!ei_end_p (ei))
6322         ei_next (&ei);
6323       act = (! ei_end_p (ei)) ? ei_edge (ei) : NULL;
6324
6325       if (EDGE_COUNT (bb->succs) > 0)
6326         {
6327           if (act)
6328             stack[sp++] = ei;
6329           ei = ei_start (bb->succs);
6330           act = (EDGE_COUNT (ei_container (ei)) > 0 ? EDGE_I (ei_container (ei), 0) : NULL);
6331         }
6332     }
6333 }
6334
6335 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
6336
6337 static void
6338 replace_store_insn (rtx reg, rtx del, basic_block bb, struct ls_expr *smexpr)
6339 {
6340   rtx insn, mem, note, set, ptr, pair;
6341
6342   mem = smexpr->pattern;
6343   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (single_set (del)));
6344
6345   for (ptr = ANTIC_STORE_LIST (smexpr); ptr; ptr = XEXP (ptr, 1))
6346     if (XEXP (ptr, 0) == del)
6347       {
6348         XEXP (ptr, 0) = insn;
6349         break;
6350       }
6351
6352   /* Move the notes from the deleted insn to its replacement, and patch
6353      up the LIBCALL notes.  */
6354   REG_NOTES (insn) = REG_NOTES (del);
6355
6356   note = find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX);
6357   if (note)
6358     {
6359       pair = XEXP (note, 0);
6360       note = find_reg_note (pair, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
6361       XEXP (note, 0) = insn;
6362     }
6363   note = find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX);
6364   if (note)
6365     {
6366       pair = XEXP (note, 0);
6367       note = find_reg_note (pair, REG_RETVAL, NULL_RTX);
6368       XEXP (note, 0) = insn;
6369     }
6370
6371   /* Emit the insn AFTER all the notes are transferred.
6372      This is cheaper since we avoid df rescanning for the note change.  */
6373   insn = emit_insn_after (insn, del);
6374
6375   if (dump_file)
6376     {
6377       fprintf (dump_file,
6378                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
6379       print_inline_rtx (dump_file, del, 6);
6380       fprintf (dump_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
6381       print_inline_rtx (dump_file, insn, 6);
6382       fprintf (dump_file, "\n");
6383     }
6384
6385   delete_insn (del);
6386
6387   /* Now we must handle REG_EQUAL notes whose contents is equal to the mem;
6388      they are no longer accurate provided that they are reached by this
6389      definition, so drop them.  */
6390   for (; insn != NEXT_INSN (BB_END (bb)); insn = NEXT_INSN (insn))
6391     if (INSN_P (insn))
6392       {
6393         set = single_set (insn);
6394         if (!set)
6395           continue;
6396         if (expr_equiv_p (SET_DEST (set), mem))
6397           return;
6398         note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
6399         if (!note || !expr_equiv_p (XEXP (note, 0), mem))
6400           continue;
6401
6402         if (dump_file)
6403           fprintf (dump_file, "STORE_MOTION  drop REG_EQUAL note at insn %d:\n",
6404                    INSN_UID (insn));
6405         remove_note (insn, note);
6406       }
6407   remove_reachable_equiv_notes (bb, smexpr);
6408 }
6409
6410
6411 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
6412    the reaching_reg for later storing.  */
6413
6414 static void
6415 delete_store (struct ls_expr * expr, basic_block bb)
6416 {
6417   rtx reg, i, del;
6418
6419   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
6420     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
6421
6422   reg = expr->reaching_reg;
6423
6424   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
6425     {
6426       del = XEXP (i, 0);
6427       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
6428         {
6429           /* We know there is only one since we deleted redundant
6430              ones during the available computation.  */
6431           replace_store_insn (reg, del, bb, expr);
6432           break;
6433         }
6434     }
6435 }
6436
6437 /* Free memory used by store motion.  */
6438
6439 static void
6440 free_store_memory (void)
6441 {
6442   free_ldst_mems ();
6443
6444   if (ae_gen)
6445     sbitmap_vector_free (ae_gen);
6446   if (ae_kill)
6447     sbitmap_vector_free (ae_kill);
6448   if (transp)
6449     sbitmap_vector_free (transp);
6450   if (st_antloc)
6451     sbitmap_vector_free (st_antloc);
6452   if (pre_insert_map)
6453     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
6454   if (pre_delete_map)
6455     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
6456   if (reg_set_in_block)
6457     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
6458
6459   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
6460   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
6461 }
6462
6463 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6464    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6465
6466 static void
6467 store_motion (void)
6468 {
6469   basic_block bb;
6470   int x;
6471   struct ls_expr * ptr;
6472   int update_flow = 0;
6473
6474   if (dump_file)
6475     {
6476       fprintf (dump_file, "before store motion\n");
6477       print_rtl (dump_file, get_insns ());
6478     }
6479
6480   init_alias_analysis ();
6481
6482   /* Find all the available and anticipatable stores.  */
6483   num_stores = compute_store_table ();
6484   if (num_stores == 0)
6485     {
6486       htab_delete (pre_ldst_table);
6487       pre_ldst_table = NULL;
6488       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
6489       end_alias_analysis ();
6490       return;
6491     }
6492
6493   /* Now compute kill & transp vectors.  */
6494   build_store_vectors ();
6495   add_noreturn_fake_exit_edges ();
6496   connect_infinite_loops_to_exit ();
6497
6498   edge_list = pre_edge_rev_lcm (num_stores, transp, ae_gen,
6499                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map,
6500                                 &pre_delete_map);
6501
6502   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
6503   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6504     {
6505       /* If any of the edges we have above are abnormal, we can't move this
6506          store.  */
6507       for (x = NUM_EDGES (edge_list) - 1; x >= 0; x--)
6508         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index)
6509             && (INDEX_EDGE (edge_list, x)->flags & EDGE_ABNORMAL))
6510           break;
6511
6512       if (x >= 0)
6513         {
6514           if (dump_file != NULL)
6515             fprintf (dump_file,
6516                      "Can't replace store %d: abnormal edge from %d to %d\n",
6517                      ptr->index, INDEX_EDGE (edge_list, x)->src->index,
6518                      INDEX_EDGE (edge_list, x)->dest->index);
6519           continue;
6520         }
6521                       
6522       /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
6523
6524       FOR_EACH_BB (bb)
6525         if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], ptr->index))
6526           delete_store (ptr, bb);
6527
6528       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
6529         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
6530           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
6531     }
6532
6533   if (update_flow)
6534     commit_edge_insertions ();
6535
6536   free_store_memory ();
6537   free_edge_list (edge_list);
6538   remove_fake_exit_edges ();
6539   end_alias_analysis ();
6540 }
6541
6542 \f
6543 /* Entry point for jump bypassing optimization pass.  */
6544
6545 static int
6546 bypass_jumps (void)
6547 {
6548   int changed;
6549
6550   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
6551      setjmp, so just punt to be safe.  */
6552   if (current_function_calls_setjmp)
6553     return 0;
6554
6555   /* Identify the basic block information for this function, including
6556      successors and predecessors.  */
6557   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6558
6559   if (dump_file)
6560     dump_flow_info (dump_file, dump_flags);
6561
6562   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
6563   if (n_basic_blocks <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
6564       || is_too_expensive (_ ("jump bypassing disabled")))
6565     return 0;
6566
6567   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
6568   bytes_used = 0;
6569
6570   /* We need alias.  */
6571   init_alias_analysis ();
6572
6573   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
6574      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
6575      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
6576      computation.
6577
6578      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
6579      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
6580      information about memory sets when we build the hash tables.  */
6581
6582   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
6583   compute_sets ();
6584
6585   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6586   alloc_gcse_mem ();
6587   changed = one_cprop_pass (MAX_GCSE_PASSES + 2, true, true);
6588   free_gcse_mem ();
6589
6590   if (dump_file)
6591     {
6592       fprintf (dump_file, "BYPASS of %s: %d basic blocks, ",
6593                current_function_name (), n_basic_blocks);
6594       fprintf (dump_file, "%d bytes\n\n", bytes_used);
6595     }
6596
6597   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
6598   free_reg_set_mem ();
6599
6600   /* We are finished with alias.  */
6601   end_alias_analysis ();
6602
6603   return changed;
6604 }
6605
6606 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
6607    optimization about to be performed.  */
6608
6609 static bool
6610 is_too_expensive (const char *pass)
6611 {
6612   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
6613      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
6614      particularly useful.
6615
6616      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
6617      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
6618      which have a couple switch statements.  Rather than simply
6619      threshold the number of blocks, uses something with a more
6620      graceful degradation.  */
6621   if (n_edges > 20000 + n_basic_blocks * 4)
6622     {
6623       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
6624                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
6625                pass, n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
6626
6627       return true;
6628     }
6629
6630   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
6631      storage it's better just to disable the optimization.  */
6632   if ((n_basic_blocks
6633        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
6634        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
6635     {
6636       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
6637                "%s: %d basic blocks and %d registers",
6638                pass, n_basic_blocks, max_reg_num ());
6639
6640       return true;
6641     }
6642
6643   return false;
6644 }
6645 \f
6646 static bool
6647 gate_handle_jump_bypass (void)
6648 {
6649   return optimize > 0 && flag_gcse;
6650 }
6651
6652 /* Perform jump bypassing and control flow optimizations.  */
6653 static unsigned int
6654 rest_of_handle_jump_bypass (void)
6655 {
6656   delete_unreachable_blocks ();
6657   if (bypass_jumps ())
6658     {
6659       delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
6660       rebuild_jump_labels (get_insns ());
6661       cleanup_cfg (0);
6662     }
6663   return 0;
6664 }
6665
6666 struct tree_opt_pass pass_jump_bypass =
6667 {
6668   "bypass",                             /* name */
6669   gate_handle_jump_bypass,              /* gate */   
6670   rest_of_handle_jump_bypass,           /* execute */       
6671   NULL,                                 /* sub */
6672   NULL,                                 /* next */
6673   0,                                    /* static_pass_number */
6674   TV_BYPASS,                            /* tv_id */
6675   0,                                    /* properties_required */
6676   0,                                    /* properties_provided */
6677   0,                                    /* properties_destroyed */
6678   0,                                    /* todo_flags_start */
6679   TODO_dump_func |
6680   TODO_ggc_collect | TODO_verify_flow,  /* todo_flags_finish */
6681   'G'                                   /* letter */
6682 };
6683
6684
6685 static bool
6686 gate_handle_gcse (void)
6687 {
6688   return optimize > 0 && flag_gcse;
6689 }
6690
6691
6692 static unsigned int
6693 rest_of_handle_gcse (void)
6694 {
6695   int save_csb, save_cfj;
6696   int tem2 = 0, tem;
6697   tem = gcse_main (get_insns ());
6698   delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
6699   rebuild_jump_labels (get_insns ());
6700   save_csb = flag_cse_skip_blocks;
6701   save_cfj = flag_cse_follow_jumps;
6702   flag_cse_skip_blocks = flag_cse_follow_jumps = 0;
6703
6704   /* If -fexpensive-optimizations, re-run CSE to clean up things done
6705      by gcse.  */
6706   if (flag_expensive_optimizations)
6707     {
6708       timevar_push (TV_CSE);
6709       tem2 = cse_main (get_insns (), max_reg_num ());
6710       df_finish_pass ();
6711       purge_all_dead_edges ();
6712       delete_trivially_dead_insns (get_insns (), max_reg_num ());
6713       timevar_pop (TV_CSE);
6714       cse_not_expected = !flag_rerun_cse_after_loop;
6715     }
6716
6717   /* If gcse or cse altered any jumps, rerun jump optimizations to clean
6718      things up.  */
6719   if (tem || tem2)
6720     {
6721       timevar_push (TV_JUMP);
6722       rebuild_jump_labels (get_insns ());
6723       cleanup_cfg (0);
6724       timevar_pop (TV_JUMP);
6725     }
6726
6727   flag_cse_skip_blocks = save_csb;
6728   flag_cse_follow_jumps = save_cfj;
6729   return 0;
6730 }
6731
6732 struct tree_opt_pass pass_gcse =
6733 {
6734   "gcse1",                              /* name */
6735   gate_handle_gcse,                     /* gate */   
6736   rest_of_handle_gcse,                  /* execute */       
6737   NULL,                                 /* sub */
6738   NULL,                                 /* next */
6739   0,                                    /* static_pass_number */
6740   TV_GCSE,                              /* tv_id */
6741   0,                                    /* properties_required */
6742   0,                                    /* properties_provided */
6743   0,                                    /* properties_destroyed */
6744   0,                                    /* todo_flags_start */
6745   TODO_df_finish |
6746   TODO_dump_func |
6747   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect,  /* todo_flags_finish */
6748   'G'                                   /* letter */
6749 };
6750
6751
6752 #include "gt-gcse.h"