OSDN Git Service

* gcse.c (bypass_conditional_jumps): Use single set to obtain set.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / gcse.c
1 /* Global common subexpression elimination/Partial redundancy elimination
2    and global constant/copy propagation for GNU compiler.
3    Copyright (C) 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002
4    Free Software Foundation, Inc.
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
20 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
21 02111-1307, USA.  */
22
23 /* TODO
24    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
25    - do rough calc of how many regs are needed in each block, and a rough
26      calc of how many regs are available in each class and use that to
27      throttle back the code in cases where RTX_COST is minimal.
28    - a store to the same address as a load does not kill the load if the
29      source of the store is also the destination of the load.  Handling this
30      allows more load motion, particularly out of loops.
31    - ability to realloc sbitmap vectors would allow one initial computation
32      of reg_set_in_block with only subsequent additions, rather than
33      recomputing it for each pass
34
35 */
36
37 /* References searched while implementing this.
38
39    Compilers Principles, Techniques and Tools
40    Aho, Sethi, Ullman
41    Addison-Wesley, 1988
42
43    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
44    E. Morel, C. Renvoise
45    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
46
47    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
48    Frederick Chow
49    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
50
51    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
52    D.M. Dhamdhere
53    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
54
55    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
56    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
57    K-H Drechsler, M.P. Stadel
58    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
59
60    Practical Adaptation of the Global Optimization
61    Algorithm of Morel and Renvoise
62    D.M. Dhamdhere
63    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
64
65    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
66    Dependence Graph
67    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
68    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
69
70    Lazy Code Motion
71    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
72    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
73
74    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
75    Time for Reducible Flow Control
76    Thomas Ball
77    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
78    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
79
80    An Efficient Representation for Sparse Sets
81    Preston Briggs, Linda Torczon
82    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
83    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
84
85    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
86    K-H Drechsler, M.P. Stadel
87    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
88
89    Partial Dead Code Elimination
90    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
91    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
92
93    Effective Partial Redundancy Elimination
94    P. Briggs, K.D. Cooper
95    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
96
97    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
98    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
99    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
100
101    Optimal Code Motion: Theory and Practice
102    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
103    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
104
105    The power of assignment motion
106    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
107    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
108
109    Global code motion / global value numbering
110    C. Click
111    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
112
113    Value Driven Redundancy Elimination
114    L.T. Simpson
115    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
116
117    Value Numbering
118    L.T. Simpson
119    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
120
121    High Performance Compilers for Parallel Computing
122    Michael Wolfe
123    Addison-Wesley, 1996
124
125    Advanced Compiler Design and Implementation
126    Steven Muchnick
127    Morgan Kaufmann, 1997
128
129    Building an Optimizing Compiler
130    Robert Morgan
131    Digital Press, 1998
132
133    People wishing to speed up the code here should read:
134      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
135      B.G. Ryder, M.C. Paull
136      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
137
138      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
139      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
140      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
141
142    People wishing to do something different can find various possibilities
143    in the above papers and elsewhere.
144 */
145
146 #include "config.h"
147 #include "system.h"
148 #include "toplev.h"
149
150 #include "rtl.h"
151 #include "tm_p.h"
152 #include "regs.h"
153 #include "hard-reg-set.h"
154 #include "flags.h"
155 #include "real.h"
156 #include "insn-config.h"
157 #include "recog.h"
158 #include "basic-block.h"
159 #include "output.h"
160 #include "function.h"
161 #include "expr.h" 
162 #include "except.h"
163 #include "ggc.h"
164 #include "params.h"
165
166 #include "obstack.h"
167 #define obstack_chunk_alloc gmalloc
168 #define obstack_chunk_free free
169
170 /* Propagate flow information through back edges and thus enable PRE's
171    moving loop invariant calculations out of loops.
172
173    Originally this tended to create worse overall code, but several
174    improvements during the development of PRE seem to have made following
175    back edges generally a win.
176
177    Note much of the loop invariant code motion done here would normally
178    be done by loop.c, which has more heuristics for when to move invariants
179    out of loops.  At some point we might need to move some of those
180    heuristics into gcse.c.  */
181 #define FOLLOW_BACK_EDGES 1
182
183 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
184    are a superset of those done by GCSE.
185
186    We perform the following steps:
187
188    1) Compute basic block information.
189
190    2) Compute table of places where registers are set.
191
192    3) Perform copy/constant propagation.
193
194    4) Perform global cse.
195
196    5) Perform another pass of copy/constant propagation.
197
198    Two passes of copy/constant propagation are done because the first one
199    enables more GCSE and the second one helps to clean up the copies that
200    GCSE creates.  This is needed more for PRE than for Classic because Classic
201    GCSE will try to use an existing register containing the common
202    subexpression rather than create a new one.  This is harder to do for PRE
203    because of the code motion (which Classic GCSE doesn't do).
204
205    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
206    (set (pseudo-reg) (expression)).
207    Function want_to_gcse_p says what these are.
208
209    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
210    partially redundant).
211
212    Eventually it would be nice to replace cse.c/gcse.c with SSA (static single
213    assignment) based GVN (global value numbering).  L. T. Simpson's paper
214    (Rice University) on value numbering is a useful reference for this.
215
216    **********************
217
218    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
219    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
220    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
221    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
222    the expense.
223
224    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
225    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
226    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
227    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
228
229    It was found doing copy propagation between each pass enables further
230    substitutions.
231
232    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
233    awhile to converge.  Hence we only perform one pass.  The parameter max-gcse-passes can
234    be modified if one wants to experiment.
235
236    **********************
237
238    The steps for PRE are:
239
240    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
241
242    2) Perform the data flow analysis for PRE.
243
244    3) Delete the redundant instructions
245
246    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
247       redundant instructions fully redundant.
248
249    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
250       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
251
252    The deletion is done first so that when we do insertions we
253    know which pseudo reg to use.
254
255    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
256    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
257    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
258
259    PRE GCSE depends heavily on the second CSE pass to clean up the copies
260    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
261    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
262    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
263    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
264    each register in each block and thus can try to use an existing register.
265
266    **********************
267
268    A fair bit of simplicity is created by creating small functions for simple
269    tasks, even when the function is only called in one place.  This may
270    measurably slow things down [or may not] by creating more function call
271    overhead than is necessary.  The source is laid out so that it's trivial
272    to make the affected functions inline so that one can measure what speed
273    up, if any, can be achieved, and maybe later when things settle things can
274    be rearranged.
275
276    Help stamp out big monolithic functions!  */
277 \f
278 /* GCSE global vars.  */
279
280 /* -dG dump file.  */
281 static FILE *gcse_file;
282
283 /* Note whether or not we should run jump optimization after gcse.  We
284    want to do this for two cases.
285
286     * If we changed any jumps via cprop.
287
288     * If we added any labels via edge splitting.  */
289
290 static int run_jump_opt_after_gcse;
291
292 /* Bitmaps are normally not included in debugging dumps.
293    However it's useful to be able to print them from GDB.
294    We could create special functions for this, but it's simpler to
295    just allow passing stderr to the dump_foo fns.  Since stderr can
296    be a macro, we store a copy here.  */
297 static FILE *debug_stderr;
298
299 /* An obstack for our working variables.  */
300 static struct obstack gcse_obstack;
301
302 /* Non-zero for each mode that supports (set (reg) (reg)).
303    This is trivially true for integer and floating point values.
304    It may or may not be true for condition codes.  */
305 static char can_copy_p[(int) NUM_MACHINE_MODES];
306
307 /* Non-zero if can_copy_p has been initialized.  */
308 static int can_copy_init_p;
309
310 struct reg_use {rtx reg_rtx; };
311
312 /* Hash table of expressions.  */
313
314 struct expr
315 {
316   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
317   rtx expr;
318   /* Index in the available expression bitmaps.  */
319   int bitmap_index;
320   /* Next entry with the same hash.  */
321   struct expr *next_same_hash;
322   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
323      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
324      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
325      to the occurrence and the output is not used between the start of
326      the block and the occurrence.  */
327   struct occr *antic_occr;
328   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
329      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
330      basic block and the operands are not modified by following statements in
331      the basic block [including this insn].  */
332   struct occr *avail_occr;
333   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
334      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
335      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
336   rtx reaching_reg;
337 };
338
339 /* Occurrence of an expression.
340    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
341    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
342
343 struct occr
344 {
345   /* Next occurrence of this expression.  */
346   struct occr *next;
347   /* The insn that computes the expression.  */
348   rtx insn;
349   /* Non-zero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
350   char deleted_p;
351   /* Non-zero if this [available] occurrence has been copied to
352      reaching_reg.  */
353   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
354      the same byte.  */
355   char copied_p;
356 };
357
358 /* Expression and copy propagation hash tables.
359    Each hash table is an array of buckets.
360    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
361    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
362    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
363    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
364    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
365    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
366
367 /* Total size of the expression hash table, in elements.  */
368 static unsigned int expr_hash_table_size;
369
370 /* The table itself.
371    This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
372 static struct expr **expr_hash_table;
373
374 /* Total size of the copy propagation hash table, in elements.  */
375 static unsigned int set_hash_table_size;
376
377 /* The table itself.
378    This is an array of `set_hash_table_size' elements.  */
379 static struct expr **set_hash_table;
380
381 /* Mapping of uids to cuids.
382    Only real insns get cuids.  */
383 static int *uid_cuid;
384
385 /* Highest UID in UID_CUID.  */
386 static int max_uid;
387
388 /* Get the cuid of an insn.  */
389 #ifdef ENABLE_CHECKING
390 #define INSN_CUID(INSN) (INSN_UID (INSN) > max_uid ? (abort (), 0) : uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
391 #else
392 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
393 #endif
394
395 /* Number of cuids.  */
396 static int max_cuid;
397
398 /* Mapping of cuids to insns.  */
399 static rtx *cuid_insn;
400
401 /* Get insn from cuid.  */
402 #define CUID_INSN(CUID) (cuid_insn[CUID])
403
404 /* Maximum register number in function prior to doing gcse + 1.
405    Registers created during this pass have regno >= max_gcse_regno.
406    This is named with "gcse" to not collide with global of same name.  */
407 static unsigned int max_gcse_regno;
408
409 /* Maximum number of cse-able expressions found.  */
410 static int n_exprs;
411
412 /* Maximum number of assignments for copy propagation found.  */
413 static int n_sets;
414
415 /* Table of registers that are modified.
416
417    For each register, each element is a list of places where the pseudo-reg
418    is set.
419
420    For simplicity, GCSE is done on sets of pseudo-regs only.  PRE GCSE only
421    requires knowledge of which blocks kill which regs [and thus could use
422    a bitmap instead of the lists `reg_set_table' uses].
423
424    `reg_set_table' and could be turned into an array of bitmaps (num-bbs x
425    num-regs) [however perhaps it may be useful to keep the data as is].  One
426    advantage of recording things this way is that `reg_set_table' is fairly
427    sparse with respect to pseudo regs but for hard regs could be fairly dense
428    [relatively speaking].  And recording sets of pseudo-regs in lists speeds
429    up functions like compute_transp since in the case of pseudo-regs we only
430    need to iterate over the number of times a pseudo-reg is set, not over the
431    number of basic blocks [clearly there is a bit of a slow down in the cases
432    where a pseudo is set more than once in a block, however it is believed
433    that the net effect is to speed things up].  This isn't done for hard-regs
434    because recording call-clobbered hard-regs in `reg_set_table' at each
435    function call can consume a fair bit of memory, and iterating over
436    hard-regs stored this way in compute_transp will be more expensive.  */
437
438 typedef struct reg_set
439 {
440   /* The next setting of this register.  */
441   struct reg_set *next;
442   /* The insn where it was set.  */
443   rtx insn;
444 } reg_set;
445
446 static reg_set **reg_set_table;
447
448 /* Size of `reg_set_table'.
449    The table starts out at max_gcse_regno + slop, and is enlarged as
450    necessary.  */
451 static int reg_set_table_size;
452
453 /* Amount to grow `reg_set_table' by when it's full.  */
454 #define REG_SET_TABLE_SLOP 100
455
456 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
457    or store motion. 
458    Load motion tracks MEMs which aren't killed by
459    anything except itself. (ie, loads and stores to a single location).
460    We can then allow movement of these MEM refs with a little special 
461    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
462    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
463    no side effects so we can re-issue the setter value.  
464    Store Motion uses this structure as an expression table to track stores
465    which look interesting, and might be moveable towards the exit block.  */
466
467 struct ls_expr
468 {
469   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
470   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
471   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
472   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
473   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
474   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
475   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
476   int hash_index;               /* Index when in a hash table.  */
477   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
478 };
479
480 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
481 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
482
483 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
484    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
485    the start of the basic block.  */
486 static regset reg_set_bitmap;
487
488 /* For each block, a bitmap of registers set in the block.
489    This is used by expr_killed_p and compute_transp.
490    It is computed during hash table computation and not by compute_sets
491    as it includes registers added since the last pass (or between cprop and
492    gcse) and it's currently not easy to realloc sbitmap vectors.  */
493 static sbitmap *reg_set_in_block;
494
495 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
496    memory within that block.  */
497 static rtx * modify_mem_list;
498 bitmap modify_mem_list_set;
499
500 /* This array parallels modify_mem_list, but is kept canonicalized.  */
501 static rtx * canon_modify_mem_list;
502 bitmap canon_modify_mem_list_set;
503 /* Various variables for statistics gathering.  */
504
505 /* Memory used in a pass.
506    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
507    to keep an eye on memory usage.  */
508 static int bytes_used;
509
510 /* GCSE substitutions made.  */
511 static int gcse_subst_count;
512 /* Number of copy instructions created.  */
513 static int gcse_create_count;
514 /* Number of constants propagated.  */
515 static int const_prop_count;
516 /* Number of copys propagated.  */
517 static int copy_prop_count;
518 \f
519 /* These variables are used by classic GCSE.
520    Normally they'd be defined a bit later, but `rd_gen' needs to
521    be declared sooner.  */
522
523 /* Each block has a bitmap of each type.
524    The length of each blocks bitmap is:
525
526        max_cuid  - for reaching definitions
527        n_exprs - for available expressions
528
529    Thus we view the bitmaps as 2 dimensional arrays.  i.e.
530    rd_kill[block_num][cuid_num]
531    ae_kill[block_num][expr_num]                  */
532
533 /* For reaching defs */
534 static sbitmap *rd_kill, *rd_gen, *reaching_defs, *rd_out;
535
536 /* for available exprs */
537 static sbitmap *ae_kill, *ae_gen, *ae_in, *ae_out;
538
539 /* Objects of this type are passed around by the null-pointer check
540    removal routines.  */
541 struct null_pointer_info
542 {
543   /* The basic block being processed.  */
544   basic_block current_block;
545   /* The first register to be handled in this pass.  */
546   unsigned int min_reg;
547   /* One greater than the last register to be handled in this pass.  */
548   unsigned int max_reg;
549   sbitmap *nonnull_local;
550   sbitmap *nonnull_killed;
551 };
552 \f
553 static void compute_can_copy    PARAMS ((void));
554 static char *gmalloc            PARAMS ((unsigned int));
555 static char *grealloc           PARAMS ((char *, unsigned int));
556 static char *gcse_alloc         PARAMS ((unsigned long));
557 static void alloc_gcse_mem      PARAMS ((rtx));
558 static void free_gcse_mem       PARAMS ((void));
559 static void alloc_reg_set_mem   PARAMS ((int));
560 static void free_reg_set_mem    PARAMS ((void));
561 static int get_bitmap_width     PARAMS ((int, int, int));
562 static void record_one_set      PARAMS ((int, rtx));
563 static void record_set_info     PARAMS ((rtx, rtx, void *));
564 static void compute_sets        PARAMS ((rtx));
565 static void hash_scan_insn      PARAMS ((rtx, int, int));
566 static void hash_scan_set       PARAMS ((rtx, rtx, int));
567 static void hash_scan_clobber   PARAMS ((rtx, rtx));
568 static void hash_scan_call      PARAMS ((rtx, rtx));
569 static int want_to_gcse_p       PARAMS ((rtx));
570 static int oprs_unchanged_p     PARAMS ((rtx, rtx, int));
571 static int oprs_anticipatable_p PARAMS ((rtx, rtx));
572 static int oprs_available_p     PARAMS ((rtx, rtx));
573 static void insert_expr_in_table PARAMS ((rtx, enum machine_mode, rtx,
574                                           int, int));
575 static void insert_set_in_table PARAMS ((rtx, rtx));
576 static unsigned int hash_expr   PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *, int));
577 static unsigned int hash_expr_1 PARAMS ((rtx, enum machine_mode, int *));
578 static unsigned int hash_string_1 PARAMS ((const char *));
579 static unsigned int hash_set    PARAMS ((int, int));
580 static int expr_equiv_p         PARAMS ((rtx, rtx));
581 static void record_last_reg_set_info PARAMS ((rtx, int));
582 static void record_last_mem_set_info PARAMS ((rtx));
583 static void record_last_set_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
584 static void compute_hash_table  PARAMS ((int));
585 static void alloc_set_hash_table PARAMS ((int));
586 static void free_set_hash_table PARAMS ((void));
587 static void compute_set_hash_table PARAMS ((void));
588 static void alloc_expr_hash_table PARAMS ((unsigned int));
589 static void free_expr_hash_table PARAMS ((void));
590 static void compute_expr_hash_table PARAMS ((void));
591 static void dump_hash_table     PARAMS ((FILE *, const char *, struct expr **,
592                                          int, int));
593 static struct expr *lookup_expr PARAMS ((rtx));
594 static struct expr *lookup_set  PARAMS ((unsigned int, rtx));
595 static struct expr *next_set    PARAMS ((unsigned int, struct expr *));
596 static void reset_opr_set_tables PARAMS ((void));
597 static int oprs_not_set_p       PARAMS ((rtx, rtx));
598 static void mark_call           PARAMS ((rtx));
599 static void mark_set            PARAMS ((rtx, rtx));
600 static void mark_clobber        PARAMS ((rtx, rtx));
601 static void mark_oprs_set       PARAMS ((rtx));
602 static void alloc_cprop_mem     PARAMS ((int, int));
603 static void free_cprop_mem      PARAMS ((void));
604 static void compute_transp      PARAMS ((rtx, int, sbitmap *, int));
605 static void compute_transpout   PARAMS ((void));
606 static void compute_local_properties PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
607                                               int));
608 static void compute_cprop_data  PARAMS ((void));
609 static void find_used_regs      PARAMS ((rtx *, void *));
610 static int try_replace_reg      PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
611 static struct expr *find_avail_set PARAMS ((int, rtx));
612 static int cprop_jump           PARAMS ((basic_block, rtx, rtx, rtx, rtx));
613 static void mems_conflict_for_gcse_p PARAMS ((rtx, rtx, void *));
614 static int load_killed_in_block_p    PARAMS ((basic_block, int, rtx, int));
615 static void canon_list_insert        PARAMS ((rtx, rtx, void *));
616 static int cprop_insn           PARAMS ((basic_block, rtx, int));
617 static int cprop                PARAMS ((int));
618 static int one_cprop_pass       PARAMS ((int, int));
619 static struct expr *find_bypass_set PARAMS ((int, int));
620 static int bypass_block             PARAMS ((basic_block, rtx, rtx));
621 static int bypass_conditional_jumps PARAMS ((void));
622 static void alloc_pre_mem       PARAMS ((int, int));
623 static void free_pre_mem        PARAMS ((void));
624 static void compute_pre_data    PARAMS ((void));
625 static int pre_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, struct expr *, 
626                                             basic_block));
627 static void insert_insn_end_bb  PARAMS ((struct expr *, basic_block, int));
628 static void pre_insert_copy_insn PARAMS ((struct expr *, rtx));
629 static void pre_insert_copies   PARAMS ((void));
630 static int pre_delete           PARAMS ((void));
631 static int pre_gcse             PARAMS ((void));
632 static int one_pre_gcse_pass    PARAMS ((int));
633 static void add_label_notes     PARAMS ((rtx, rtx));
634 static void alloc_code_hoist_mem PARAMS ((int, int));
635 static void free_code_hoist_mem PARAMS ((void));
636 static void compute_code_hoist_vbeinout PARAMS ((void));
637 static void compute_code_hoist_data PARAMS ((void));
638 static int hoist_expr_reaches_here_p PARAMS ((basic_block, int, basic_block, 
639                                               char *));
640 static void hoist_code          PARAMS ((void));
641 static int one_code_hoisting_pass PARAMS ((void));
642 static void alloc_rd_mem        PARAMS ((int, int));
643 static void free_rd_mem         PARAMS ((void));
644 static void handle_rd_kill_set  PARAMS ((rtx, int, basic_block));
645 static void compute_kill_rd     PARAMS ((void));
646 static void compute_rd          PARAMS ((void));
647 static void alloc_avail_expr_mem PARAMS ((int, int));
648 static void free_avail_expr_mem PARAMS ((void));
649 static void compute_ae_gen      PARAMS ((void));
650 static int expr_killed_p        PARAMS ((rtx, basic_block));
651 static void compute_ae_kill     PARAMS ((sbitmap *, sbitmap *));
652 static int expr_reaches_here_p  PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
653                                          basic_block, int));
654 static rtx computing_insn       PARAMS ((struct expr *, rtx));
655 static int def_reaches_here_p   PARAMS ((rtx, rtx));
656 static int can_disregard_other_sets PARAMS ((struct reg_set **, rtx, int));
657 static int handle_avail_expr    PARAMS ((rtx, struct expr *));
658 static int classic_gcse         PARAMS ((void));
659 static int one_classic_gcse_pass PARAMS ((int));
660 static void invalidate_nonnull_info PARAMS ((rtx, rtx, void *));
661 static void delete_null_pointer_checks_1 PARAMS ((unsigned int *,
662                                                   sbitmap *, sbitmap *,
663                                                   struct null_pointer_info *));
664 static rtx process_insert_insn  PARAMS ((struct expr *));
665 static int pre_edge_insert      PARAMS ((struct edge_list *, struct expr **));
666 static int expr_reaches_here_p_work PARAMS ((struct occr *, struct expr *,
667                                              basic_block, int, char *));
668 static int pre_expr_reaches_here_p_work PARAMS ((basic_block, struct expr *,
669                                                  basic_block, char *));
670 static struct ls_expr * ldst_entry      PARAMS ((rtx));
671 static void free_ldst_entry             PARAMS ((struct ls_expr *));
672 static void free_ldst_mems              PARAMS ((void));
673 static void print_ldst_list             PARAMS ((FILE *));
674 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst PARAMS ((rtx));
675 static int enumerate_ldsts              PARAMS ((void));
676 static inline struct ls_expr * first_ls_expr PARAMS ((void));
677 static inline struct ls_expr * next_ls_expr  PARAMS ((struct ls_expr *));
678 static int simple_mem                   PARAMS ((rtx));
679 static void invalidate_any_buried_refs  PARAMS ((rtx));
680 static void compute_ld_motion_mems      PARAMS ((void)); 
681 static void trim_ld_motion_mems         PARAMS ((void));
682 static void update_ld_motion_stores     PARAMS ((struct expr *));
683 static void reg_set_info                PARAMS ((rtx, rtx, void *));
684 static int store_ops_ok                 PARAMS ((rtx, basic_block));
685 static void find_moveable_store         PARAMS ((rtx));
686 static int compute_store_table          PARAMS ((void));
687 static int load_kills_store             PARAMS ((rtx, rtx));
688 static int find_loads                   PARAMS ((rtx, rtx));
689 static int store_killed_in_insn         PARAMS ((rtx, rtx));
690 static int store_killed_after           PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
691 static int store_killed_before          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
692 static void build_store_vectors         PARAMS ((void));
693 static void insert_insn_start_bb        PARAMS ((rtx, basic_block));
694 static int insert_store                 PARAMS ((struct ls_expr *, edge));
695 static void replace_store_insn          PARAMS ((rtx, rtx, basic_block));
696 static void delete_store                PARAMS ((struct ls_expr *, 
697                                                  basic_block));
698 static void free_store_memory           PARAMS ((void));
699 static void store_motion                PARAMS ((void));
700 static void free_insn_expr_list_list    PARAMS ((rtx *));
701 static void clear_modify_mem_tables     PARAMS ((void));
702 static void free_modify_mem_tables      PARAMS ((void));
703 static rtx gcse_emit_move_after         PARAMS ((rtx, rtx, rtx));
704 \f
705 /* Entry point for global common subexpression elimination.
706    F is the first instruction in the function.  */
707
708 int
709 gcse_main (f, file)
710      rtx f;
711      FILE *file;
712 {
713   int changed, pass;
714   /* Bytes used at start of pass.  */
715   int initial_bytes_used;
716   /* Maximum number of bytes used by a pass.  */
717   int max_pass_bytes;
718   /* Point to release obstack data from for each pass.  */
719   char *gcse_obstack_bottom;
720
721   /* Insertion of instructions on edges can create new basic blocks; we
722      need the original basic block count so that we can properly deallocate
723      arrays sized on the number of basic blocks originally in the cfg.  */
724   int orig_bb_count;
725   /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
726      setjmp, so just punt to be safe.  */
727   if (current_function_calls_setjmp)
728     return 0;
729    
730   /* Assume that we do not need to run jump optimizations after gcse.  */
731   run_jump_opt_after_gcse = 0;
732
733   /* For calling dump_foo fns from gdb.  */
734   debug_stderr = stderr;
735   gcse_file = file;
736
737   /* Identify the basic block information for this function, including
738      successors and predecessors.  */
739   max_gcse_regno = max_reg_num ();
740
741   if (file)
742     dump_flow_info (file);
743
744   orig_bb_count = n_basic_blocks;
745   /* Return if there's nothing to do.  */
746   if (n_basic_blocks <= 1)
747     return 0;
748
749   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
750      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
751      particularly useful.
752
753      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
754      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
755      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
756      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
757   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
758     {
759       if (warn_disabled_optimization)
760         warning ("GCSE disabled: %d > 1000 basic blocks and %d >= 20 edges/basic block",
761                  n_basic_blocks, n_edges / n_basic_blocks);
762       return 0;
763     }
764
765   /* If allocating memory for the cprop bitmap would take up too much
766      storage it's better just to disable the optimization.  */
767   if ((n_basic_blocks 
768        * SBITMAP_SET_SIZE (max_gcse_regno)
769        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
770     {
771       if (warn_disabled_optimization)
772         warning ("GCSE disabled: %d basic blocks and %d registers",
773                  n_basic_blocks, max_gcse_regno);
774
775       return 0;
776     }
777
778   /* See what modes support reg/reg copy operations.  */
779   if (! can_copy_init_p)
780     {
781       compute_can_copy ();
782       can_copy_init_p = 1;
783     }
784
785   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
786   bytes_used = 0;
787
788   /* We need alias.  */
789   init_alias_analysis ();
790   /* Record where pseudo-registers are set.  This data is kept accurate
791      during each pass.  ??? We could also record hard-reg information here
792      [since it's unchanging], however it is currently done during hash table
793      computation.
794
795      It may be tempting to compute MEM set information here too, but MEM sets
796      will be subject to code motion one day and thus we need to compute
797      information about memory sets when we build the hash tables.  */
798
799   alloc_reg_set_mem (max_gcse_regno);
800   compute_sets (f);
801
802   pass = 0;
803   initial_bytes_used = bytes_used;
804   max_pass_bytes = 0;
805   gcse_obstack_bottom = gcse_alloc (1);
806   changed = 1;
807   while (changed && pass < MAX_GCSE_PASSES)
808     {
809       changed = 0;
810       if (file)
811         fprintf (file, "GCSE pass %d\n\n", pass + 1);
812
813       /* Initialize bytes_used to the space for the pred/succ lists,
814          and the reg_set_table data.  */
815       bytes_used = initial_bytes_used;
816
817       /* Each pass may create new registers, so recalculate each time.  */
818       max_gcse_regno = max_reg_num ();
819
820       alloc_gcse_mem (f);
821
822       /* Don't allow constant propagation to modify jumps
823          during this pass.  */
824       changed = one_cprop_pass (pass + 1, 0);
825
826       if (optimize_size)
827         changed |= one_classic_gcse_pass (pass + 1);
828       else
829         {
830           changed |= one_pre_gcse_pass (pass + 1);
831           /* We may have just created new basic blocks.  Release and
832              recompute various things which are sized on the number of
833              basic blocks.  */
834           if (changed)
835             {
836               free_modify_mem_tables ();
837               modify_mem_list
838                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
839               canon_modify_mem_list
840                 = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
841               memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
842               memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
843               orig_bb_count = n_basic_blocks;
844             }
845           free_reg_set_mem ();
846           alloc_reg_set_mem (max_reg_num ());
847           compute_sets (f);
848           run_jump_opt_after_gcse = 1;
849         }
850
851       if (max_pass_bytes < bytes_used)
852         max_pass_bytes = bytes_used;
853
854       /* Free up memory, then reallocate for code hoisting.  We can
855          not re-use the existing allocated memory because the tables
856          will not have info for the insns or registers created by
857          partial redundancy elimination.  */
858       free_gcse_mem ();
859
860       /* It does not make sense to run code hoisting unless we optimizing
861          for code size -- it rarely makes programs faster, and can make
862          them bigger if we did partial redundancy elimination (when optimizing
863          for space, we use a classic gcse algorithm instead of partial
864          redundancy algorithms).  */
865       if (optimize_size)
866         {
867           max_gcse_regno = max_reg_num ();
868           alloc_gcse_mem (f);
869           changed |= one_code_hoisting_pass ();
870           free_gcse_mem ();
871
872           if (max_pass_bytes < bytes_used)
873             max_pass_bytes = bytes_used;
874         }
875
876       if (file)
877         {
878           fprintf (file, "\n");
879           fflush (file);
880         }
881
882       obstack_free (&gcse_obstack, gcse_obstack_bottom);
883       pass++;
884     }
885
886   /* Do one last pass of copy propagation, including cprop into
887      conditional jumps.  */
888
889   max_gcse_regno = max_reg_num ();
890   alloc_gcse_mem (f);
891   /* This time, go ahead and allow cprop to alter jumps.  */
892   one_cprop_pass (pass + 1, 1);
893   free_gcse_mem ();
894
895   if (file)
896     {
897       fprintf (file, "GCSE of %s: %d basic blocks, ",
898                current_function_name, n_basic_blocks);
899       fprintf (file, "%d pass%s, %d bytes\n\n",
900                pass, pass > 1 ? "es" : "", max_pass_bytes);
901     }
902
903   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
904   free_reg_set_mem ();
905   /* We are finished with alias.  */
906   end_alias_analysis ();
907   allocate_reg_info (max_reg_num (), FALSE, FALSE);
908
909   /* Store motion disabled until it is fixed.  */
910   if (0 && !optimize_size && flag_gcse_sm)
911     store_motion ();
912   /* Record where pseudo-registers are set.  */
913   return run_jump_opt_after_gcse;
914 }
915 \f
916 /* Misc. utilities.  */
917
918 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
919
920 static void
921 compute_can_copy ()
922 {
923   int i;
924 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
925   rtx reg, insn;
926 #endif
927   memset (can_copy_p, 0, NUM_MACHINE_MODES);
928
929   start_sequence ();
930   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
931     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
932       {
933 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
934         can_copy_p[i] = 0;
935 #else
936         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
937         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
938         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
939           can_copy_p[i] = 1;
940 #endif
941       }
942     else
943       can_copy_p[i] = 1;
944
945   end_sequence ();
946 }
947 \f
948 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
949
950 static char *
951 gmalloc (size)
952      unsigned int size;
953 {
954   bytes_used += size;
955   return xmalloc (size);
956 }
957
958 /* Cover function to xrealloc.
959    We don't record the additional size since we don't know it.
960    It won't affect memory usage stats much anyway.  */
961
962 static char *
963 grealloc (ptr, size)
964      char *ptr;
965      unsigned int size;
966 {
967   return xrealloc (ptr, size);
968 }
969
970 /* Cover function to obstack_alloc.
971    We don't need to record the bytes allocated here since
972    obstack_chunk_alloc is set to gmalloc.  */
973
974 static char *
975 gcse_alloc (size)
976      unsigned long size;
977 {
978   return (char *) obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
979 }
980
981 /* Allocate memory for the cuid mapping array,
982    and reg/memory set tracking tables.
983
984    This is called at the start of each pass.  */
985
986 static void
987 alloc_gcse_mem (f)
988      rtx f;
989 {
990   int i, n;
991   rtx insn;
992
993   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.
994      CUIDs are like UIDs except they increase monotonically, have no gaps,
995      and only apply to real insns.  */
996
997   max_uid = get_max_uid ();
998   n = (max_uid + 1) * sizeof (int);
999   uid_cuid = (int *) gmalloc (n);
1000   memset ((char *) uid_cuid, 0, n);
1001   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1002     {
1003       if (INSN_P (insn))
1004         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
1005       else
1006         uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
1007     }
1008
1009   /* Create a table mapping cuids to insns.  */
1010
1011   max_cuid = i;
1012   n = (max_cuid + 1) * sizeof (rtx);
1013   cuid_insn = (rtx *) gmalloc (n);
1014   memset ((char *) cuid_insn, 0, n);
1015   for (insn = f, i = 0; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
1016     if (INSN_P (insn))
1017       CUID_INSN (i++) = insn;
1018
1019   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
1020   reg_set_bitmap = BITMAP_XMALLOC ();
1021
1022   /* Allocate vars to track sets of regs, memory per block.  */
1023   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
1024                                                        max_gcse_regno);
1025   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
1026      basic block.  */
1027   modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1028   canon_modify_mem_list = (rtx *) gmalloc (last_basic_block * sizeof (rtx));
1029   memset ((char *) modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1030   memset ((char *) canon_modify_mem_list, 0, last_basic_block * sizeof (rtx));
1031   modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1032   canon_modify_mem_list_set = BITMAP_XMALLOC ();
1033 }
1034
1035 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
1036
1037 static void
1038 free_gcse_mem ()
1039 {
1040   free (uid_cuid);
1041   free (cuid_insn);
1042
1043   BITMAP_XFREE (reg_set_bitmap);
1044
1045   sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
1046   free_modify_mem_tables ();
1047   BITMAP_XFREE (modify_mem_list_set);
1048   BITMAP_XFREE (canon_modify_mem_list_set);
1049 }
1050
1051 /* Many of the global optimization algorithms work by solving dataflow
1052    equations for various expressions.  Initially, some local value is
1053    computed for each expression in each block.  Then, the values across the
1054    various blocks are combined (by following flow graph edges) to arrive at
1055    global values.  Conceptually, each set of equations is independent.  We
1056    may therefore solve all the equations in parallel, solve them one at a
1057    time, or pick any intermediate approach.
1058
1059    When you're going to need N two-dimensional bitmaps, each X (say, the
1060    number of blocks) by Y (say, the number of expressions), call this
1061    function.  It's not important what X and Y represent; only that Y
1062    correspond to the things that can be done in parallel.  This function will
1063    return an appropriate chunking factor C; you should solve C sets of
1064    equations in parallel.  By going through this function, we can easily
1065    trade space against time; by solving fewer equations in parallel we use
1066    less space.  */
1067
1068 static int
1069 get_bitmap_width (n, x, y)
1070      int n;
1071      int x;
1072      int y;
1073 {
1074   /* It's not really worth figuring out *exactly* how much memory will
1075      be used by a particular choice.  The important thing is to get
1076      something approximately right.  */
1077   size_t max_bitmap_memory = 10 * 1024 * 1024;
1078
1079   /* The number of bytes we'd use for a single column of minimum
1080      width.  */
1081   size_t column_size = n * x * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE);
1082
1083   /* Often, it's reasonable just to solve all the equations in
1084      parallel.  */
1085   if (column_size * SBITMAP_SET_SIZE (y) <= max_bitmap_memory)
1086     return y;
1087
1088   /* Otherwise, pick the largest width we can, without going over the
1089      limit.  */
1090   return SBITMAP_ELT_BITS * ((max_bitmap_memory + column_size - 1)
1091                              / column_size);
1092 }
1093 \f
1094 /* Compute the local properties of each recorded expression.
1095
1096    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
1097    other blocks.
1098
1099    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
1100    in the block.
1101
1102    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
1103    at least once and expression would contain the same value if the
1104    computation was moved to the end of the block.
1105
1106    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
1107    least once and expression would contain the same value if the computation
1108    was moved to the beginning of the block.
1109
1110    We call this routine for cprop, pre and code hoisting.  They all compute
1111    basically the same information and thus can easily share this code.
1112
1113    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
1114    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
1115    particular property.
1116
1117    SETP controls which hash table to look at.  If zero, this routine looks at
1118    the expr hash table; if nonzero this routine looks at the set hash table.
1119    Additionally, TRANSP is computed as ~TRANSP, since this is really cprop's
1120    ABSALTERED.  */
1121  
1122 static void
1123 compute_local_properties (transp, comp, antloc, setp)
1124      sbitmap *transp;
1125      sbitmap *comp;
1126      sbitmap *antloc;
1127      int setp;
1128 {
1129   unsigned int i, hash_table_size;
1130   struct expr **hash_table;
1131   
1132   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
1133   if (transp)
1134     {
1135       if (setp)
1136         sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
1137       else
1138         sbitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
1139     }
1140
1141   if (comp)
1142     sbitmap_vector_zero (comp, last_basic_block);
1143   if (antloc)
1144     sbitmap_vector_zero (antloc, last_basic_block);
1145
1146   /* We use the same code for cprop, pre and hoisting.  For cprop
1147      we care about the set hash table, for pre and hoisting we
1148      care about the expr hash table.  */
1149   hash_table_size = setp ? set_hash_table_size : expr_hash_table_size;
1150   hash_table = setp ? set_hash_table : expr_hash_table;
1151
1152   for (i = 0; i < hash_table_size; i++)
1153     {
1154       struct expr *expr;
1155
1156       for (expr = hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1157         {
1158           int indx = expr->bitmap_index;
1159           struct occr *occr;
1160
1161           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
1162              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
1163              then reset the bits for those that are.  */
1164           if (transp)
1165             compute_transp (expr->expr, indx, transp, setp);
1166
1167           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
1168              we want to set to non-zero in ANTLOC.  */
1169           if (antloc)
1170             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1171               {
1172                 SET_BIT (antloc[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1173
1174                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1175                    initialize this.  */
1176                 occr->deleted_p = 0;
1177               }
1178
1179           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
1180              we want to set to non-zero in COMP.  */
1181           if (comp)
1182             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1183               {
1184                 SET_BIT (comp[BLOCK_NUM (occr->insn)], indx);
1185
1186                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
1187                    initialize this.  */
1188                 occr->copied_p = 0;
1189               }
1190
1191           /* While we're scanning the table, this is a good place to
1192              initialize this.  */
1193           expr->reaching_reg = 0;
1194         }
1195     }
1196 }
1197 \f
1198 /* Register set information.
1199
1200    `reg_set_table' records where each register is set or otherwise
1201    modified.  */
1202
1203 static struct obstack reg_set_obstack;
1204
1205 static void
1206 alloc_reg_set_mem (n_regs)
1207      int n_regs;
1208 {
1209   unsigned int n;
1210
1211   reg_set_table_size = n_regs + REG_SET_TABLE_SLOP;
1212   n = reg_set_table_size * sizeof (struct reg_set *);
1213   reg_set_table = (struct reg_set **) gmalloc (n);
1214   memset ((char *) reg_set_table, 0, n);
1215
1216   gcc_obstack_init (&reg_set_obstack);
1217 }
1218
1219 static void
1220 free_reg_set_mem ()
1221 {
1222   free (reg_set_table);
1223   obstack_free (&reg_set_obstack, NULL);
1224 }
1225
1226 /* Record REGNO in the reg_set table.  */
1227
1228 static void
1229 record_one_set (regno, insn)
1230      int regno;
1231      rtx insn;
1232 {
1233   /* Allocate a new reg_set element and link it onto the list.  */
1234   struct reg_set *new_reg_info;
1235
1236   /* If the table isn't big enough, enlarge it.  */
1237   if (regno >= reg_set_table_size)
1238     {
1239       int new_size = regno + REG_SET_TABLE_SLOP;
1240
1241       reg_set_table
1242         = (struct reg_set **) grealloc ((char *) reg_set_table,
1243                                         new_size * sizeof (struct reg_set *));
1244       memset ((char *) (reg_set_table + reg_set_table_size), 0,
1245               (new_size - reg_set_table_size) * sizeof (struct reg_set *));
1246       reg_set_table_size = new_size;
1247     }
1248
1249   new_reg_info = (struct reg_set *) obstack_alloc (&reg_set_obstack,
1250                                                    sizeof (struct reg_set));
1251   bytes_used += sizeof (struct reg_set);
1252   new_reg_info->insn = insn;
1253   new_reg_info->next = reg_set_table[regno];
1254   reg_set_table[regno] = new_reg_info;
1255 }
1256
1257 /* Called from compute_sets via note_stores to handle one SET or CLOBBER in
1258    an insn.  The DATA is really the instruction in which the SET is
1259    occurring.  */
1260
1261 static void
1262 record_set_info (dest, setter, data)
1263      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1264      void *data;
1265 {
1266   rtx record_set_insn = (rtx) data;
1267
1268   if (GET_CODE (dest) == REG && REGNO (dest) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
1269     record_one_set (REGNO (dest), record_set_insn);
1270 }
1271
1272 /* Scan the function and record each set of each pseudo-register.
1273
1274    This is called once, at the start of the gcse pass.  See the comments for
1275    `reg_set_table' for further documenation.  */
1276
1277 static void
1278 compute_sets (f)
1279      rtx f;
1280 {
1281   rtx insn;
1282
1283   for (insn = f; insn != 0; insn = NEXT_INSN (insn))
1284     if (INSN_P (insn))
1285       note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
1286 }
1287 \f
1288 /* Hash table support.  */
1289
1290 /* For each register, the cuid of the first/last insn in the block
1291    that set it, or -1 if not set.  */
1292 #define NEVER_SET -1
1293
1294 struct reg_avail_info
1295 {
1296   basic_block last_bb;
1297   int first_set;
1298   int last_set;
1299 };
1300
1301 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
1302 static basic_block current_bb;
1303
1304
1305 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
1306    GCSE.  */
1307
1308 static int
1309 want_to_gcse_p (x)
1310      rtx x;
1311 {
1312   static rtx test_insn = 0;
1313   int num_clobbers = 0;
1314   int icode;
1315
1316   switch (GET_CODE (x))
1317     {
1318     case REG:
1319     case SUBREG:
1320     case CONST_INT:
1321     case CONST_DOUBLE:
1322     case CONST_VECTOR:
1323     case CALL:
1324       return 0;
1325
1326     default:
1327       break;
1328     }
1329
1330   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
1331   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
1332     return 1;
1333   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
1334     return 0;
1335
1336   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
1337      our test insn if we haven't already.  */
1338   if (test_insn == 0)
1339     {
1340       test_insn
1341         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
1342                                       gen_rtx_REG (word_mode,
1343                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
1344                                       const0_rtx));
1345       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
1346       ggc_add_rtx_root (&test_insn, 1);
1347     }
1348
1349   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
1350      valid.  */
1351   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
1352   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
1353   return ((icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers)) >= 0
1354           && (num_clobbers == 0 || ! added_clobbers_hard_reg_p (icode)));
1355 }
1356
1357 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from the
1358    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
1359    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
1360
1361 static int
1362 oprs_unchanged_p (x, insn, avail_p)
1363      rtx x, insn;
1364      int avail_p;
1365 {
1366   int i, j;
1367   enum rtx_code code;
1368   const char *fmt;
1369
1370   if (x == 0)
1371     return 1;
1372
1373   code = GET_CODE (x);
1374   switch (code)
1375     {
1376     case REG:
1377       {
1378         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
1379
1380         if (info->last_bb != current_bb)
1381           return 1;
1382         if (avail_p)
1383           return info->last_set < INSN_CUID (insn);
1384         else
1385           return info->first_set >= INSN_CUID (insn);
1386       }
1387
1388     case MEM:
1389       if (load_killed_in_block_p (current_bb, INSN_CUID (insn),
1390                                   x, avail_p))
1391         return 0;
1392       else
1393         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
1394
1395     case PRE_DEC:
1396     case PRE_INC:
1397     case POST_DEC:
1398     case POST_INC:
1399     case PRE_MODIFY:
1400     case POST_MODIFY:
1401       return 0;
1402
1403     case PC:
1404     case CC0: /*FIXME*/
1405     case CONST:
1406     case CONST_INT:
1407     case CONST_DOUBLE:
1408     case CONST_VECTOR:
1409     case SYMBOL_REF:
1410     case LABEL_REF:
1411     case ADDR_VEC:
1412     case ADDR_DIFF_VEC:
1413       return 1;
1414
1415     default:
1416       break;
1417     }
1418
1419   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1420     {
1421       if (fmt[i] == 'e')
1422         {
1423           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
1424              level, change it into iteration.  This function is called enough
1425              to be worth it.  */
1426           if (i == 0)
1427             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
1428
1429           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
1430             return 0;
1431         }
1432       else if (fmt[i] == 'E')
1433         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1434           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
1435             return 0;
1436     }
1437
1438   return 1;
1439 }
1440
1441 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1442    load_killed_in_block_p.  Nonzero if mems_conflict_for_gcse_p finds a
1443    conflict between two memory references.  */
1444 static int gcse_mems_conflict_p;
1445
1446 /* Used for communication between mems_conflict_for_gcse_p and
1447    load_killed_in_block_p.  A memory reference for a load instruction,
1448    mems_conflict_for_gcse_p will see if a memory store conflicts with
1449    this memory load.  */
1450 static rtx gcse_mem_operand;
1451
1452 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
1453    possibly conflicts with the load found in gcse_mem_operand, then set
1454    gcse_mems_conflict_p to a nonzero value.  */
1455
1456 static void
1457 mems_conflict_for_gcse_p (dest, setter, data)
1458      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
1459      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
1460 {
1461   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1462          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1463          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
1464          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1465     dest = XEXP (dest, 0);
1466
1467   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1468      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1469      elsewhere.  */
1470   if (GET_CODE (dest) != MEM)
1471     return;
1472
1473   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1474      don't mark as killed this time.  */ 
1475   
1476   if (dest == gcse_mem_operand && pre_ldst_mems != NULL)
1477     {
1478       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1479         gcse_mems_conflict_p = 1;
1480       return;
1481     }
1482
1483   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), gcse_mem_operand,
1484                        rtx_addr_varies_p))
1485     gcse_mems_conflict_p = 1;
1486 }
1487
1488 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1489    in block BB before or after the insn with the CUID in UID_LIMIT.
1490    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1491    before UID_LIMIT.
1492
1493    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1494    AVAIL_P to 0.  */
1495
1496 static int
1497 load_killed_in_block_p (bb, uid_limit, x, avail_p)
1498      basic_block bb;
1499      int uid_limit;
1500      rtx x;
1501      int avail_p;
1502 {
1503   rtx list_entry = modify_mem_list[bb->index];
1504   while (list_entry)
1505     {
1506       rtx setter;
1507       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1508       if ((avail_p
1509            && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) < uid_limit)
1510           || (! avail_p
1511               && INSN_CUID (XEXP (list_entry, 0)) > uid_limit))
1512         {
1513           list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1514           continue;
1515         }
1516
1517       setter = XEXP (list_entry, 0);
1518
1519       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1520          to pure functions are never put on the list, so we need not
1521          worry about them.  */
1522       if (GET_CODE (setter) == CALL_INSN)
1523         return 1;
1524
1525       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1526          note_stores to examine each hunk of memory that is modified. 
1527
1528          The note_stores interface is pretty limited, so we have to
1529          communicate via global variables.  Yuk.  */
1530       gcse_mem_operand = x;
1531       gcse_mems_conflict_p = 0;
1532       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, NULL);
1533       if (gcse_mems_conflict_p)
1534         return 1;
1535       list_entry = XEXP (list_entry, 1);
1536     }
1537   return 0;
1538 }
1539
1540 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1541    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1542
1543 static int
1544 oprs_anticipatable_p (x, insn)
1545      rtx x, insn;
1546 {
1547   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1548 }
1549
1550 /* Return non-zero if the operands of expression X are unchanged from
1551    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1552
1553 static int
1554 oprs_available_p (x, insn)
1555      rtx x, insn;
1556 {
1557   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1558 }
1559
1560 /* Hash expression X.
1561
1562    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1563    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1564    something we don't want to insert in the table.
1565
1566    ??? One might want to merge this with canon_hash.  Later.  */
1567
1568 static unsigned int
1569 hash_expr (x, mode, do_not_record_p, hash_table_size)
1570      rtx x;
1571      enum machine_mode mode;
1572      int *do_not_record_p;
1573      int hash_table_size;
1574 {
1575   unsigned int hash;
1576
1577   *do_not_record_p = 0;
1578
1579   hash = hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p);
1580   return hash % hash_table_size;
1581 }
1582
1583 /* Hash a string.  Just add its bytes up.  */
1584
1585 static inline unsigned
1586 hash_string_1 (ps)
1587      const char *ps;
1588 {
1589   unsigned hash = 0;
1590   const unsigned char *p = (const unsigned char *) ps;
1591   
1592   if (p)
1593     while (*p)
1594       hash += *p++;
1595
1596   return hash;
1597 }
1598
1599 /* Subroutine of hash_expr to do the actual work.  */
1600
1601 static unsigned int
1602 hash_expr_1 (x, mode, do_not_record_p)
1603      rtx x;
1604      enum machine_mode mode;
1605      int *do_not_record_p;
1606 {
1607   int i, j;
1608   unsigned hash = 0;
1609   enum rtx_code code;
1610   const char *fmt;
1611
1612   /* Used to turn recursion into iteration.  We can't rely on GCC's
1613      tail-recursion eliminatio since we need to keep accumulating values
1614      in HASH.  */
1615
1616   if (x == 0)
1617     return hash;
1618
1619  repeat:
1620   code = GET_CODE (x);
1621   switch (code)
1622     {
1623     case REG:
1624       hash += ((unsigned int) REG << 7) + REGNO (x);
1625       return hash;
1626
1627     case CONST_INT:
1628       hash += (((unsigned int) CONST_INT << 7) + (unsigned int) mode
1629                + (unsigned int) INTVAL (x));
1630       return hash;
1631
1632     case CONST_DOUBLE:
1633       /* This is like the general case, except that it only counts
1634          the integers representing the constant.  */
1635       hash += (unsigned int) code + (unsigned int) GET_MODE (x);
1636       if (GET_MODE (x) != VOIDmode)
1637         for (i = 2; i < GET_RTX_LENGTH (CONST_DOUBLE); i++)
1638           hash += (unsigned int) XWINT (x, i);
1639       else
1640         hash += ((unsigned int) CONST_DOUBLE_LOW (x)
1641                  + (unsigned int) CONST_DOUBLE_HIGH (x));
1642       return hash;
1643
1644     case CONST_VECTOR:
1645       {
1646         int units;
1647         rtx elt;
1648
1649         units = CONST_VECTOR_NUNITS (x);
1650
1651         for (i = 0; i < units; ++i)
1652           {
1653             elt = CONST_VECTOR_ELT (x, i);
1654             hash += hash_expr_1 (elt, GET_MODE (elt), do_not_record_p);
1655           }
1656
1657         return hash;
1658       }
1659
1660       /* Assume there is only one rtx object for any given label.  */
1661     case LABEL_REF:
1662       /* We don't hash on the address of the CODE_LABEL to avoid bootstrap
1663          differences and differences between each stage's debugging dumps.  */
1664       hash += (((unsigned int) LABEL_REF << 7)
1665                + CODE_LABEL_NUMBER (XEXP (x, 0)));
1666       return hash;
1667
1668     case SYMBOL_REF:
1669       {
1670         /* Don't hash on the symbol's address to avoid bootstrap differences.
1671            Different hash values may cause expressions to be recorded in
1672            different orders and thus different registers to be used in the
1673            final assembler.  This also avoids differences in the dump files
1674            between various stages.  */
1675         unsigned int h = 0;
1676         const unsigned char *p = (const unsigned char *) XSTR (x, 0);
1677
1678         while (*p)
1679           h += (h << 7) + *p++; /* ??? revisit */
1680
1681         hash += ((unsigned int) SYMBOL_REF << 7) + h;
1682         return hash;
1683       }
1684
1685     case MEM:
1686       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1687         {
1688           *do_not_record_p = 1;
1689           return 0;
1690         }
1691
1692       hash += (unsigned int) MEM;
1693       /* We used alias set for hashing, but this is not good, since the alias
1694          set may differ in -fprofile-arcs and -fbranch-probabilities compilation
1695          causing the profiles to fail to match.  */
1696       x = XEXP (x, 0);
1697       goto repeat;
1698
1699     case PRE_DEC:
1700     case PRE_INC:
1701     case POST_DEC:
1702     case POST_INC:
1703     case PC:
1704     case CC0:
1705     case CALL:
1706     case UNSPEC_VOLATILE:
1707       *do_not_record_p = 1;
1708       return 0;
1709
1710     case ASM_OPERANDS:
1711       if (MEM_VOLATILE_P (x))
1712         {
1713           *do_not_record_p = 1;
1714           return 0;
1715         }
1716       else
1717         {
1718           /* We don't want to take the filename and line into account.  */
1719           hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x)
1720             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x))
1721             + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x))
1722             + (unsigned) ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x);
1723
1724           if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1725             {
1726               for (i = 1; i < ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x); i++)
1727                 {
1728                   hash += (hash_expr_1 (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1729                                         GET_MODE (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i)),
1730                                         do_not_record_p)
1731                            + hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT
1732                                             (x, i)));
1733                 }
1734
1735               hash += hash_string_1 (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, 0));
1736               x = ASM_OPERANDS_INPUT (x, 0);
1737               mode = GET_MODE (x);
1738               goto repeat;
1739             }
1740           return hash;
1741         }
1742
1743     default:
1744       break;
1745     }
1746
1747   hash += (unsigned) code + (unsigned) GET_MODE (x);
1748   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1749     {
1750       if (fmt[i] == 'e')
1751         {
1752           /* If we are about to do the last recursive call
1753              needed at this level, change it into iteration.
1754              This function is called enough to be worth it.  */
1755           if (i == 0)
1756             {
1757               x = XEXP (x, i);
1758               goto repeat;
1759             }
1760
1761           hash += hash_expr_1 (XEXP (x, i), 0, do_not_record_p);
1762           if (*do_not_record_p)
1763             return 0;
1764         }
1765
1766       else if (fmt[i] == 'E')
1767         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1768           {
1769             hash += hash_expr_1 (XVECEXP (x, i, j), 0, do_not_record_p);
1770             if (*do_not_record_p)
1771               return 0;
1772           }
1773
1774       else if (fmt[i] == 's')
1775         hash += hash_string_1 (XSTR (x, i));
1776       else if (fmt[i] == 'i')
1777         hash += (unsigned int) XINT (x, i);
1778       else
1779         abort ();
1780     }
1781
1782   return hash;
1783 }
1784
1785 /* Hash a set of register REGNO.
1786
1787    Sets are hashed on the register that is set.  This simplifies the PRE copy
1788    propagation code.
1789
1790    ??? May need to make things more elaborate.  Later, as necessary.  */
1791
1792 static unsigned int
1793 hash_set (regno, hash_table_size)
1794      int regno;
1795      int hash_table_size;
1796 {
1797   unsigned int hash;
1798
1799   hash = regno;
1800   return hash % hash_table_size;
1801 }
1802
1803 /* Return non-zero if exp1 is equivalent to exp2.
1804    ??? Borrowed from cse.c.  Might want to remerge with cse.c.  Later.  */
1805
1806 static int
1807 expr_equiv_p (x, y)
1808      rtx x, y;
1809 {
1810   int i, j;
1811   enum rtx_code code;
1812   const char *fmt;
1813
1814   if (x == y)
1815     return 1;
1816
1817   if (x == 0 || y == 0)
1818     return x == y;
1819
1820   code = GET_CODE (x);
1821   if (code != GET_CODE (y))
1822     return 0;
1823
1824   /* (MULT:SI x y) and (MULT:HI x y) are NOT equivalent.  */
1825   if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y))
1826     return 0;
1827
1828   switch (code)
1829     {
1830     case PC:
1831     case CC0:
1832       return x == y;
1833
1834     case CONST_INT:
1835       return INTVAL (x) == INTVAL (y);
1836
1837     case LABEL_REF:
1838       return XEXP (x, 0) == XEXP (y, 0);
1839
1840     case SYMBOL_REF:
1841       return XSTR (x, 0) == XSTR (y, 0);
1842
1843     case REG:
1844       return REGNO (x) == REGNO (y);
1845
1846     case MEM:
1847       /* Can't merge two expressions in different alias sets, since we can
1848          decide that the expression is transparent in a block when it isn't,
1849          due to it being set with the different alias set.  */
1850       if (MEM_ALIAS_SET (x) != MEM_ALIAS_SET (y))
1851         return 0;
1852       break;
1853
1854     /*  For commutative operations, check both orders.  */
1855     case PLUS:
1856     case MULT:
1857     case AND:
1858     case IOR:
1859     case XOR:
1860     case NE:
1861     case EQ:
1862       return ((expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 0))
1863                && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 1)))
1864               || (expr_equiv_p (XEXP (x, 0), XEXP (y, 1))
1865                   && expr_equiv_p (XEXP (x, 1), XEXP (y, 0))));
1866
1867     case ASM_OPERANDS:
1868       /* We don't use the generic code below because we want to
1869          disregard filename and line numbers.  */
1870
1871       /* A volatile asm isn't equivalent to any other.  */
1872       if (MEM_VOLATILE_P (x) || MEM_VOLATILE_P (y))
1873         return 0;
1874
1875       if (GET_MODE (x) != GET_MODE (y)
1876           || strcmp (ASM_OPERANDS_TEMPLATE (x), ASM_OPERANDS_TEMPLATE (y))
1877           || strcmp (ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (x),
1878                      ASM_OPERANDS_OUTPUT_CONSTRAINT (y))
1879           || ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (x) != ASM_OPERANDS_OUTPUT_IDX (y)
1880           || ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) != ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (y))
1881         return 0;
1882
1883       if (ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x))
1884         {
1885           for (i = ASM_OPERANDS_INPUT_LENGTH (x) - 1; i >= 0; i--)
1886             if (! expr_equiv_p (ASM_OPERANDS_INPUT (x, i),
1887                                 ASM_OPERANDS_INPUT (y, i))
1888                 || strcmp (ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (x, i),
1889                            ASM_OPERANDS_INPUT_CONSTRAINT (y, i)))
1890               return 0;
1891         }
1892
1893       return 1;
1894
1895     default:
1896       break;
1897     }
1898
1899   /* Compare the elements.  If any pair of corresponding elements
1900      fail to match, return 0 for the whole thing.  */
1901
1902   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
1903   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
1904     {
1905       switch (fmt[i])
1906         {
1907         case 'e':
1908           if (! expr_equiv_p (XEXP (x, i), XEXP (y, i)))
1909             return 0;
1910           break;
1911
1912         case 'E':
1913           if (XVECLEN (x, i) != XVECLEN (y, i))
1914             return 0;
1915           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1916             if (! expr_equiv_p (XVECEXP (x, i, j), XVECEXP (y, i, j)))
1917               return 0;
1918           break;
1919
1920         case 's':
1921           if (strcmp (XSTR (x, i), XSTR (y, i)))
1922             return 0;
1923           break;
1924
1925         case 'i':
1926           if (XINT (x, i) != XINT (y, i))
1927             return 0;
1928           break;
1929
1930         case 'w':
1931           if (XWINT (x, i) != XWINT (y, i))
1932             return 0;
1933         break;
1934
1935         case '0':
1936           break;
1937
1938         default:
1939           abort ();
1940         }
1941     }
1942
1943   return 1;
1944 }
1945
1946 /* Insert expression X in INSN in the hash table.
1947    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1948    basic block.
1949
1950    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1951    It is only used if X is a CONST_INT.
1952
1953    ANTIC_P is non-zero if X is an anticipatable expression.
1954    AVAIL_P is non-zero if X is an available expression.  */
1955
1956 static void
1957 insert_expr_in_table (x, mode, insn, antic_p, avail_p)
1958      rtx x;
1959      enum machine_mode mode;
1960      rtx insn;
1961      int antic_p, avail_p;
1962 {
1963   int found, do_not_record_p;
1964   unsigned int hash;
1965   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1966   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1967   struct occr *last_occr = NULL;
1968
1969   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, expr_hash_table_size);
1970
1971   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1972      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1973      to or can't handle.  */
1974   if (do_not_record_p)
1975     return;
1976
1977   cur_expr = expr_hash_table[hash];
1978   found = 0;
1979
1980   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1981     {
1982       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1983          the list.  */
1984       last_expr = cur_expr;
1985       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1986     }
1987
1988   if (! found)
1989     {
1990       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
1991       bytes_used += sizeof (struct expr);
1992       if (expr_hash_table[hash] == NULL)
1993         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1994         expr_hash_table[hash] = cur_expr;
1995       else
1996         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1997         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1998
1999       /* Set the fields of the expr element.  */ 
2000       cur_expr->expr = x;
2001       cur_expr->bitmap_index = n_exprs++;
2002       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2003       cur_expr->antic_occr = NULL;
2004       cur_expr->avail_occr = NULL;
2005     }
2006
2007   /* Now record the occurrence(s).  */
2008   if (antic_p)
2009     {
2010       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
2011
2012       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2013       while (antic_occr && BLOCK_NUM (antic_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2014         {
2015           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2016              the list.  */
2017           last_occr = antic_occr;
2018           antic_occr = antic_occr->next;
2019         }
2020
2021       if (antic_occr)
2022         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2023            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
2024            block and the block is scanned from start to end.  */
2025         ; /* nothing to do */
2026       else
2027         {
2028           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2029           antic_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2030           bytes_used += sizeof (struct occr);
2031           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2032           if (cur_expr->antic_occr == NULL)
2033             cur_expr->antic_occr = antic_occr;
2034           else
2035             last_occr->next = antic_occr;
2036
2037           antic_occr->insn = insn;
2038           antic_occr->next = NULL;
2039         }
2040     }
2041
2042   if (avail_p)
2043     {
2044       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
2045
2046       /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2047       while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2048         {
2049           /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2050              the list.  */
2051           last_occr = avail_occr;
2052           avail_occr = avail_occr->next;
2053         }
2054
2055       if (avail_occr)
2056         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2057            Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
2058            the last one in the block and the block is scanned from start
2059            to end.  */
2060         avail_occr->insn = insn;
2061       else
2062         {
2063           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2064           avail_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2065           bytes_used += sizeof (struct occr);
2066
2067           /* First occurrence of this expression in any block?  */
2068           if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2069             cur_expr->avail_occr = avail_occr;
2070           else
2071             last_occr->next = avail_occr;
2072
2073           avail_occr->insn = insn;
2074           avail_occr->next = NULL;
2075         }
2076     }
2077 }
2078
2079 /* Insert pattern X in INSN in the hash table.
2080    X is a SET of a reg to either another reg or a constant.
2081    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
2082    basic block.  */
2083
2084 static void
2085 insert_set_in_table (x, insn)
2086      rtx x;
2087      rtx insn;
2088 {
2089   int found;
2090   unsigned int hash;
2091   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
2092   struct occr *cur_occr, *last_occr = NULL;
2093
2094   if (GET_CODE (x) != SET
2095       || GET_CODE (SET_DEST (x)) != REG)
2096     abort ();
2097
2098   hash = hash_set (REGNO (SET_DEST (x)), set_hash_table_size);
2099
2100   cur_expr = set_hash_table[hash];
2101   found = 0;
2102
2103   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
2104     {
2105       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
2106          the list.  */
2107       last_expr = cur_expr;
2108       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
2109     }
2110
2111   if (! found)
2112     {
2113       cur_expr = (struct expr *) gcse_alloc (sizeof (struct expr));
2114       bytes_used += sizeof (struct expr);
2115       if (set_hash_table[hash] == NULL)
2116         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
2117         set_hash_table[hash] = cur_expr;
2118       else
2119         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
2120         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
2121
2122       /* Set the fields of the expr element.
2123          We must copy X because it can be modified when copy propagation is
2124          performed on its operands.  */
2125       cur_expr->expr = copy_rtx (x);
2126       cur_expr->bitmap_index = n_sets++;
2127       cur_expr->next_same_hash = NULL;
2128       cur_expr->antic_occr = NULL;
2129       cur_expr->avail_occr = NULL;
2130     }
2131
2132   /* Now record the occurrence.  */
2133   cur_occr = cur_expr->avail_occr;
2134
2135   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
2136   while (cur_occr && BLOCK_NUM (cur_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2137     {
2138       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
2139          the list.  */
2140       last_occr = cur_occr;
2141       cur_occr = cur_occr->next;
2142     }
2143
2144   if (cur_occr)
2145     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
2146        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want the
2147        last one in the block and the block is scanned from start to end.  */
2148     cur_occr->insn = insn;
2149   else
2150     {
2151       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
2152       cur_occr = (struct occr *) gcse_alloc (sizeof (struct occr));
2153       bytes_used += sizeof (struct occr);
2154
2155       /* First occurrence of this expression in any block?  */
2156       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
2157         cur_expr->avail_occr = cur_occr;
2158       else
2159         last_occr->next = cur_occr;
2160
2161       cur_occr->insn = insn;
2162       cur_occr->next = NULL;
2163     }
2164 }
2165
2166 /* Scan pattern PAT of INSN and add an entry to the hash table.  If SET_P is
2167    non-zero, this is for the assignment hash table, otherwise it is for the
2168    expression hash table.  */
2169
2170 static void
2171 hash_scan_set (pat, insn, set_p)
2172      rtx pat, insn;
2173      int set_p;
2174 {
2175   rtx src = SET_SRC (pat);
2176   rtx dest = SET_DEST (pat);
2177   rtx note;
2178
2179   if (GET_CODE (src) == CALL)
2180     hash_scan_call (src, insn);
2181
2182   else if (GET_CODE (dest) == REG)
2183     {
2184       unsigned int regno = REGNO (dest);
2185       rtx tmp;
2186
2187       /* If this is a single set and we are doing constant propagation,
2188          see if a REG_NOTE shows this equivalent to a constant.  */
2189       if (set_p && (note = find_reg_equal_equiv_note (insn)) != 0
2190           && CONSTANT_P (XEXP (note, 0)))
2191         src = XEXP (note, 0), pat = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
2192
2193       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
2194       if (! set_p
2195           && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2196           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
2197           && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2198           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
2199              do that easily for EH_REGION notes so disable GCSE on these
2200              for now.  */
2201           && !find_reg_note (insn, REG_EH_REGION, NULL_RTX)
2202           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
2203           && want_to_gcse_p (src)
2204           /* Don't CSE a nop.  */
2205           && ! set_noop_p (pat)
2206           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
2207              At this point this only function parameters should have
2208              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
2209              explicitly, it means address of parameter has been taken,
2210              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
2211           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
2212               || GET_CODE (XEXP (note, 0)) != MEM))
2213         {
2214           /* An expression is not anticipatable if its operands are
2215              modified before this insn or if this is not the only SET in
2216              this insn.  */
2217           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn) && single_set (insn);
2218           /* An expression is not available if its operands are
2219              subsequently modified, including this insn.  It's also not
2220              available if this is a branch, because we can't insert
2221              a set after the branch.  */
2222           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
2223                          && ! JUMP_P (insn));
2224
2225           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p);
2226         }
2227
2228       /* Record sets for constant/copy propagation.  */
2229       else if (set_p
2230                && regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2231                && ((GET_CODE (src) == REG
2232                     && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
2233                     && can_copy_p [GET_MODE (dest)]
2234                     && REGNO (src) != regno)
2235                    || CONSTANT_P (src))
2236                /* A copy is not available if its src or dest is subsequently
2237                   modified.  Here we want to search from INSN+1 on, but
2238                   oprs_available_p searches from INSN on.  */
2239                && (insn == BLOCK_END (BLOCK_NUM (insn))
2240                    || ((tmp = next_nonnote_insn (insn)) != NULL_RTX
2241                        && oprs_available_p (pat, tmp))))
2242         insert_set_in_table (pat, insn);
2243     }
2244 }
2245
2246 static void
2247 hash_scan_clobber (x, insn)
2248      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2249 {
2250   /* Currently nothing to do.  */
2251 }
2252
2253 static void
2254 hash_scan_call (x, insn)
2255      rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, insn ATTRIBUTE_UNUSED;
2256 {
2257   /* Currently nothing to do.  */
2258 }
2259
2260 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.
2261
2262    Only available expressions that set a single pseudo-reg are recorded.
2263
2264    Single sets in a PARALLEL could be handled, but it's an extra complication
2265    that isn't dealt with right now.  The trick is handling the CLOBBERs that
2266    are also in the PARALLEL.  Later.
2267
2268    If SET_P is non-zero, this is for the assignment hash table,
2269    otherwise it is for the expression hash table.
2270    If IN_LIBCALL_BLOCK nonzero, we are in a libcall block, and should
2271    not record any expressions.  */
2272
2273 static void
2274 hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block)
2275      rtx insn;
2276      int set_p;
2277      int in_libcall_block;
2278 {
2279   rtx pat = PATTERN (insn);
2280   int i;
2281
2282   if (in_libcall_block)
2283     return;
2284
2285   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
2286      what's been modified.  */
2287
2288   if (GET_CODE (pat) == SET)
2289     hash_scan_set (pat, insn, set_p);
2290   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2291     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2292       {
2293         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2294
2295         if (GET_CODE (x) == SET)
2296           hash_scan_set (x, insn, set_p);
2297         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2298           hash_scan_clobber (x, insn);
2299         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2300           hash_scan_call (x, insn);
2301       }
2302
2303   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2304     hash_scan_clobber (pat, insn);
2305   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2306     hash_scan_call (pat, insn);
2307 }
2308
2309 static void
2310 dump_hash_table (file, name, table, table_size, total_size)
2311      FILE *file;
2312      const char *name;
2313      struct expr **table;
2314      int table_size, total_size;
2315 {
2316   int i;
2317   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
2318   struct expr **flat_table;
2319   unsigned int *hash_val;
2320   struct expr *expr;
2321
2322   flat_table 
2323     = (struct expr **) xcalloc (total_size, sizeof (struct expr *));
2324   hash_val = (unsigned int *) xmalloc (total_size * sizeof (unsigned int));
2325
2326   for (i = 0; i < table_size; i++)
2327     for (expr = table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
2328       {
2329         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
2330         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
2331       }
2332
2333   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
2334            name, table_size, total_size);
2335
2336   for (i = 0; i < total_size; i++)
2337     if (flat_table[i] != 0)
2338       {
2339         expr = flat_table[i];
2340         fprintf (file, "Index %d (hash value %d)\n  ",
2341                  expr->bitmap_index, hash_val[i]);
2342         print_rtl (file, expr->expr);
2343         fprintf (file, "\n");
2344       }
2345
2346   fprintf (file, "\n");
2347
2348   free (flat_table);
2349   free (hash_val);
2350 }
2351
2352 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
2353
2354    first_set records the first place in the block where the register
2355    is set and is used to compute "anticipatability".
2356
2357    last_set records the last place in the block where the register
2358    is set and is used to compute "availability".
2359
2360    last_bb records the block for which first_set and last_set are
2361    valid, as a quick test to invalidate them.
2362
2363    reg_set_in_block records whether the register is set in the block
2364    and is used to compute "transparency".  */
2365
2366 static void
2367 record_last_reg_set_info (insn, regno)
2368      rtx insn;
2369      int regno;
2370 {
2371   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
2372   int cuid = INSN_CUID (insn);
2373
2374   info->last_set = cuid;
2375   if (info->last_bb != current_bb)
2376     {
2377       info->last_bb = current_bb;
2378       info->first_set = cuid;
2379       SET_BIT (reg_set_in_block[current_bb->index], regno);
2380     }
2381 }
2382
2383
2384 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
2385    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
2386    taken off pairwise.  */
2387
2388 static void 
2389 canon_list_insert (dest, unused1, v_insn)
2390      rtx    dest ATTRIBUTE_UNUSED;
2391      rtx    unused1 ATTRIBUTE_UNUSED;
2392      void * v_insn;
2393 {
2394   rtx dest_addr, insn;
2395   int bb;
2396
2397   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2398       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2399       || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2400       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2401     dest = XEXP (dest, 0);
2402
2403   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
2404      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
2405      elsewhere.  */
2406
2407   if (GET_CODE (dest) != MEM)
2408     return;
2409
2410   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
2411   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
2412   insn = (rtx) v_insn;  
2413   bb = BLOCK_NUM (insn);
2414
2415   canon_modify_mem_list[bb] = 
2416     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest_addr, canon_modify_mem_list[bb]);
2417   canon_modify_mem_list[bb] = 
2418     alloc_EXPR_LIST (VOIDmode, dest, canon_modify_mem_list[bb]);
2419   bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2420 }
2421
2422 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
2423    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
2424    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
2425
2426 static void
2427 record_last_mem_set_info (insn)
2428      rtx insn;
2429 {
2430   int bb = BLOCK_NUM (insn);
2431
2432   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
2433      everything.  */
2434   modify_mem_list[bb] = alloc_INSN_LIST (insn, modify_mem_list[bb]);
2435   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
2436
2437   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2438     {
2439       /* Note that traversals of this loop (other than for free-ing)
2440          will break after encountering a CALL_INSN.  So, there's no
2441          need to insert a pair of items, as canon_list_insert does.  */
2442       canon_modify_mem_list[bb] = 
2443         alloc_INSN_LIST (insn, canon_modify_mem_list[bb]);
2444       bitmap_set_bit (canon_modify_mem_list_set, bb);
2445     }
2446   else
2447     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
2448 }
2449
2450 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
2451    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
2452    the SET is taking place.  */
2453
2454 static void
2455 record_last_set_info (dest, setter, data)
2456      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
2457      void *data;
2458 {
2459   rtx last_set_insn = (rtx) data;
2460
2461   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
2462     dest = SUBREG_REG (dest);
2463
2464   if (GET_CODE (dest) == REG)
2465     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
2466   else if (GET_CODE (dest) == MEM
2467            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
2468            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
2469     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
2470 }
2471
2472 /* Top level function to create an expression or assignment hash table.
2473
2474    Expression entries are placed in the hash table if
2475    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2476    - src is something we want to perform GCSE on,
2477    - none of the operands are subsequently modified in the block
2478
2479    Assignment entries are placed in the hash table if
2480    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
2481    - src is something we want to perform const/copy propagation on,
2482    - none of the operands or target are subsequently modified in the block
2483
2484    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
2485
2486    F is the first insn.
2487    SET_P is non-zero for computing the assignment hash table.  */
2488
2489 static void
2490 compute_hash_table (set_p)
2491      int set_p;
2492 {
2493   unsigned int i;
2494
2495   /* While we compute the hash table we also compute a bit array of which
2496      registers are set in which blocks.
2497      ??? This isn't needed during const/copy propagation, but it's cheap to
2498      compute.  Later.  */
2499   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
2500
2501   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
2502   clear_modify_mem_tables ();
2503   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
2504   reg_avail_info = (struct reg_avail_info*)
2505     gmalloc (max_gcse_regno * sizeof (struct reg_avail_info));
2506
2507   for (i = 0; i < max_gcse_regno; ++i)
2508     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
2509
2510   FOR_EACH_BB (current_bb)
2511     {
2512       rtx insn;
2513       unsigned int regno;
2514       int in_libcall_block;
2515
2516       /* First pass over the instructions records information used to
2517          determine when registers and memory are first and last set.
2518          ??? hard-reg reg_set_in_block computation
2519          could be moved to compute_sets since they currently don't change.  */
2520
2521       for (insn = current_bb->head;
2522            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2523            insn = NEXT_INSN (insn))
2524         {
2525           if (! INSN_P (insn))
2526             continue;
2527
2528           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
2529             {
2530               bool clobbers_all = false;
2531 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
2532               if (NON_SAVING_SETJMP
2533                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
2534                 clobbers_all = true;
2535 #endif
2536
2537               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
2538                 if (clobbers_all
2539                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
2540                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
2541
2542               mark_call (insn);
2543             }
2544
2545           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
2546         }
2547
2548       /* The next pass builds the hash table.  */
2549
2550       for (insn = current_bb->head, in_libcall_block = 0;
2551            insn && insn != NEXT_INSN (current_bb->end);
2552            insn = NEXT_INSN (insn))
2553         if (INSN_P (insn))
2554           {
2555             if (find_reg_note (insn, REG_LIBCALL, NULL_RTX))
2556               in_libcall_block = 1;
2557             else if (set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2558               in_libcall_block = 0;
2559             hash_scan_insn (insn, set_p, in_libcall_block);
2560             if (!set_p && find_reg_note (insn, REG_RETVAL, NULL_RTX))
2561               in_libcall_block = 0;
2562           }
2563     }
2564
2565   free (reg_avail_info);
2566   reg_avail_info = NULL;
2567 }
2568
2569 /* Allocate space for the set hash table.
2570    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2571    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2572
2573 static void
2574 alloc_set_hash_table (n_insns)
2575      int n_insns;
2576 {
2577   int n;
2578
2579   set_hash_table_size = n_insns / 4;
2580   if (set_hash_table_size < 11)
2581     set_hash_table_size = 11;
2582
2583   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2584      Making it an odd number is simplest for now.
2585      ??? Later take some measurements.  */
2586   set_hash_table_size |= 1;
2587   n = set_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2588   set_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2589 }
2590
2591 /* Free things allocated by alloc_set_hash_table.  */
2592
2593 static void
2594 free_set_hash_table ()
2595 {
2596   free (set_hash_table);
2597 }
2598
2599 /* Compute the hash table for doing copy/const propagation.  */
2600
2601 static void
2602 compute_set_hash_table ()
2603 {
2604   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2605   n_sets = 0;
2606   memset ((char *) set_hash_table, 0,
2607           set_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2608
2609   compute_hash_table (1);
2610 }
2611
2612 /* Allocate space for the expression hash table.
2613    N_INSNS is the number of instructions in the function.
2614    It is used to determine the number of buckets to use.  */
2615
2616 static void
2617 alloc_expr_hash_table (n_insns)
2618      unsigned int n_insns;
2619 {
2620   int n;
2621
2622   expr_hash_table_size = n_insns / 2;
2623   /* Make sure the amount is usable.  */
2624   if (expr_hash_table_size < 11)
2625     expr_hash_table_size = 11;
2626
2627   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
2628      Making it an odd number is simplest for now.
2629      ??? Later take some measurements.  */
2630   expr_hash_table_size |= 1;
2631   n = expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *);
2632   expr_hash_table = (struct expr **) gmalloc (n);
2633 }
2634
2635 /* Free things allocated by alloc_expr_hash_table.  */
2636
2637 static void
2638 free_expr_hash_table ()
2639 {
2640   free (expr_hash_table);
2641 }
2642
2643 /* Compute the hash table for doing GCSE.  */
2644
2645 static void
2646 compute_expr_hash_table ()
2647 {
2648   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
2649   n_exprs = 0;
2650   memset ((char *) expr_hash_table, 0,
2651           expr_hash_table_size * sizeof (struct expr *));
2652
2653   compute_hash_table (0);
2654 }
2655 \f
2656 /* Expression tracking support.  */
2657
2658 /* Lookup pattern PAT in the expression table.
2659    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2660
2661 static struct expr *
2662 lookup_expr (pat)
2663      rtx pat;
2664 {
2665   int do_not_record_p;
2666   unsigned int hash = hash_expr (pat, GET_MODE (pat), &do_not_record_p,
2667                                  expr_hash_table_size);
2668   struct expr *expr;
2669
2670   if (do_not_record_p)
2671     return NULL;
2672
2673   expr = expr_hash_table[hash];
2674
2675   while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2676     expr = expr->next_same_hash;
2677
2678   return expr;
2679 }
2680
2681 /* Lookup REGNO in the set table.  If PAT is non-NULL look for the entry that
2682    matches it, otherwise return the first entry for REGNO.  The result is a
2683    pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
2684
2685 static struct expr *
2686 lookup_set (regno, pat)
2687      unsigned int regno;
2688      rtx pat;
2689 {
2690   unsigned int hash = hash_set (regno, set_hash_table_size);
2691   struct expr *expr;
2692
2693   expr = set_hash_table[hash];
2694
2695   if (pat)
2696     {
2697       while (expr && ! expr_equiv_p (expr->expr, pat))
2698         expr = expr->next_same_hash;
2699     }
2700   else
2701     {
2702       while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno)
2703         expr = expr->next_same_hash;
2704     }
2705
2706   return expr;
2707 }
2708
2709 /* Return the next entry for REGNO in list EXPR.  */
2710
2711 static struct expr *
2712 next_set (regno, expr)
2713      unsigned int regno;
2714      struct expr *expr;
2715 {
2716   do
2717     expr = expr->next_same_hash;
2718   while (expr && REGNO (SET_DEST (expr->expr)) != regno);
2719
2720   return expr;
2721 }
2722
2723 /* Like free_INSN_LIST_list or free_EXPR_LIST_list, except that the node
2724    types may be mixed.  */
2725
2726 static void
2727 free_insn_expr_list_list (listp)
2728      rtx *listp;
2729 {
2730   rtx list, next;
2731
2732   for (list = *listp; list ; list = next)
2733     {
2734       next = XEXP (list, 1);
2735       if (GET_CODE (list) == EXPR_LIST)
2736         free_EXPR_LIST_node (list);
2737       else
2738         free_INSN_LIST_node (list);
2739     }
2740
2741   *listp = NULL;
2742 }
2743
2744 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
2745 static void
2746 clear_modify_mem_tables ()
2747 {
2748   int i;
2749
2750   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2751     (modify_mem_list_set, 0, i, free_INSN_LIST_list (modify_mem_list + i));
2752   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
2753
2754   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP
2755     (canon_modify_mem_list_set, 0, i,
2756      free_insn_expr_list_list (canon_modify_mem_list + i));
2757   bitmap_clear (canon_modify_mem_list_set);
2758 }
2759
2760 /* Release memory used by modify_mem_list_set and canon_modify_mem_list_set.  */
2761
2762 static void
2763 free_modify_mem_tables ()
2764 {
2765   clear_modify_mem_tables ();
2766   free (modify_mem_list);
2767   free (canon_modify_mem_list);
2768   modify_mem_list = 0;
2769   canon_modify_mem_list = 0;
2770 }
2771
2772 /* Reset tables used to keep track of what's still available [since the
2773    start of the block].  */
2774
2775 static void
2776 reset_opr_set_tables ()
2777 {
2778   /* Maintain a bitmap of which regs have been set since beginning of
2779      the block.  */
2780   CLEAR_REG_SET (reg_set_bitmap);
2781
2782   /* Also keep a record of the last instruction to modify memory.
2783      For now this is very trivial, we only record whether any memory
2784      location has been modified.  */
2785   clear_modify_mem_tables ();
2786 }
2787
2788 /* Return non-zero if the operands of X are not set before INSN in
2789    INSN's basic block.  */
2790
2791 static int
2792 oprs_not_set_p (x, insn)
2793      rtx x, insn;
2794 {
2795   int i, j;
2796   enum rtx_code code;
2797   const char *fmt;
2798
2799   if (x == 0)
2800     return 1;
2801
2802   code = GET_CODE (x);
2803   switch (code)
2804     {
2805     case PC:
2806     case CC0:
2807     case CONST:
2808     case CONST_INT:
2809     case CONST_DOUBLE:
2810     case CONST_VECTOR:
2811     case SYMBOL_REF:
2812     case LABEL_REF:
2813     case ADDR_VEC:
2814     case ADDR_DIFF_VEC:
2815       return 1;
2816
2817     case MEM:
2818       if (load_killed_in_block_p (BLOCK_FOR_INSN (insn), 
2819                                   INSN_CUID (insn), x, 0))
2820         return 0;
2821       else
2822         return oprs_not_set_p (XEXP (x, 0), insn);
2823
2824     case REG:
2825       return ! REGNO_REG_SET_P (reg_set_bitmap, REGNO (x));
2826
2827     default:
2828       break;
2829     }
2830
2831   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2832     {
2833       if (fmt[i] == 'e')
2834         {
2835           /* If we are about to do the last recursive call
2836              needed at this level, change it into iteration.
2837              This function is called enough to be worth it.  */
2838           if (i == 0)
2839             return oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn);
2840
2841           if (! oprs_not_set_p (XEXP (x, i), insn))
2842             return 0;
2843         }
2844       else if (fmt[i] == 'E')
2845         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
2846           if (! oprs_not_set_p (XVECEXP (x, i, j), insn))
2847             return 0;
2848     }
2849
2850   return 1;
2851 }
2852
2853 /* Mark things set by a CALL.  */
2854
2855 static void
2856 mark_call (insn)
2857      rtx insn;
2858 {
2859   if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
2860     record_last_mem_set_info (insn);
2861 }
2862
2863 /* Mark things set by a SET.  */
2864
2865 static void
2866 mark_set (pat, insn)
2867      rtx pat, insn;
2868 {
2869   rtx dest = SET_DEST (pat);
2870
2871   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
2872          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
2873          || GET_CODE (dest) == SIGN_EXTRACT
2874          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
2875     dest = XEXP (dest, 0);
2876
2877   if (GET_CODE (dest) == REG)
2878     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (dest));
2879   else if (GET_CODE (dest) == MEM)
2880     record_last_mem_set_info (insn);
2881
2882   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == CALL)
2883     mark_call (insn);
2884 }
2885
2886 /* Record things set by a CLOBBER.  */
2887
2888 static void
2889 mark_clobber (pat, insn)
2890      rtx pat, insn;
2891 {
2892   rtx clob = XEXP (pat, 0);
2893
2894   while (GET_CODE (clob) == SUBREG || GET_CODE (clob) == STRICT_LOW_PART)
2895     clob = XEXP (clob, 0);
2896
2897   if (GET_CODE (clob) == REG)
2898     SET_REGNO_REG_SET (reg_set_bitmap, REGNO (clob));
2899   else
2900     record_last_mem_set_info (insn);
2901 }
2902
2903 /* Record things set by INSN.
2904    This data is used by oprs_not_set_p.  */
2905
2906 static void
2907 mark_oprs_set (insn)
2908      rtx insn;
2909 {
2910   rtx pat = PATTERN (insn);
2911   int i;
2912
2913   if (GET_CODE (pat) == SET)
2914     mark_set (pat, insn);
2915   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
2916     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2917       {
2918         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2919
2920         if (GET_CODE (x) == SET)
2921           mark_set (x, insn);
2922         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
2923           mark_clobber (x, insn);
2924         else if (GET_CODE (x) == CALL)
2925           mark_call (insn);
2926       }
2927
2928   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
2929     mark_clobber (pat, insn);
2930   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
2931     mark_call (insn);
2932 }
2933
2934 \f
2935 /* Classic GCSE reaching definition support.  */
2936
2937 /* Allocate reaching def variables.  */
2938
2939 static void
2940 alloc_rd_mem (n_blocks, n_insns)
2941      int n_blocks, n_insns;
2942 {
2943   rd_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2944   sbitmap_vector_zero (rd_kill, n_blocks);
2945
2946   rd_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2947   sbitmap_vector_zero (rd_gen, n_blocks);
2948
2949   reaching_defs = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2950   sbitmap_vector_zero (reaching_defs, n_blocks);
2951
2952   rd_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_insns);
2953   sbitmap_vector_zero (rd_out, n_blocks);
2954 }
2955
2956 /* Free reaching def variables.  */
2957
2958 static void
2959 free_rd_mem ()
2960 {
2961   sbitmap_vector_free (rd_kill);
2962   sbitmap_vector_free (rd_gen);
2963   sbitmap_vector_free (reaching_defs);
2964   sbitmap_vector_free (rd_out);
2965 }
2966
2967 /* Add INSN to the kills of BB.  REGNO, set in BB, is killed by INSN.  */
2968
2969 static void
2970 handle_rd_kill_set (insn, regno, bb)
2971      rtx insn;
2972      int regno;
2973      basic_block bb;
2974 {
2975   struct reg_set *this_reg;
2976
2977   for (this_reg = reg_set_table[regno]; this_reg; this_reg = this_reg ->next)
2978     if (BLOCK_NUM (this_reg->insn) != BLOCK_NUM (insn))
2979       SET_BIT (rd_kill[bb->index], INSN_CUID (this_reg->insn));
2980 }
2981
2982 /* Compute the set of kill's for reaching definitions.  */
2983
2984 static void
2985 compute_kill_rd ()
2986 {
2987   int cuid;
2988   unsigned int regno;
2989   int i;
2990   basic_block bb;
2991
2992   /* For each block
2993        For each set bit in `gen' of the block (i.e each insn which
2994            generates a definition in the block)
2995          Call the reg set by the insn corresponding to that bit regx
2996          Look at the linked list starting at reg_set_table[regx]
2997          For each setting of regx in the linked list, which is not in
2998              this block
2999            Set the bit in `kill' corresponding to that insn.  */
3000   FOR_EACH_BB (bb)
3001     for (cuid = 0; cuid < max_cuid; cuid++)
3002       if (TEST_BIT (rd_gen[bb->index], cuid))
3003         {
3004           rtx insn = CUID_INSN (cuid);
3005           rtx pat = PATTERN (insn);
3006
3007           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
3008             {
3009               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
3010                 if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
3011                   handle_rd_kill_set (insn, regno, bb);
3012             }
3013
3014           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
3015             {
3016               for (i = XVECLEN (pat, 0) - 1; i >= 0; i--)
3017                 {
3018                   enum rtx_code code = GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i));
3019
3020                   if ((code == SET || code == CLOBBER)
3021                       && GET_CODE (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)) == REG)
3022                     handle_rd_kill_set (insn,
3023                                         REGNO (XEXP (XVECEXP (pat, 0, i), 0)),
3024                                         bb);
3025                 }
3026             }
3027           else if (GET_CODE (pat) == SET && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == REG)
3028             /* Each setting of this register outside of this block
3029                must be marked in the set of kills in this block.  */
3030             handle_rd_kill_set (insn, REGNO (SET_DEST (pat)), bb);
3031         }
3032 }
3033
3034 /* Compute the reaching definitions as in 
3035    Compilers Principles, Techniques, and Tools. Aho, Sethi, Ullman,
3036    Chapter 10.  It is the same algorithm as used for computing available
3037    expressions but applied to the gens and kills of reaching definitions.  */
3038
3039 static void
3040 compute_rd ()
3041 {
3042   int changed, passes;
3043   basic_block bb;
3044
3045   FOR_EACH_BB (bb)
3046     sbitmap_copy (rd_out[bb->index] /*dst*/, rd_gen[bb->index] /*src*/);
3047
3048   passes = 0;
3049   changed = 1;
3050   while (changed)
3051     {
3052       changed = 0;
3053       FOR_EACH_BB (bb)
3054         {
3055           sbitmap_union_of_preds (reaching_defs[bb->index], rd_out, bb->index);
3056           changed |= sbitmap_union_of_diff_cg (rd_out[bb->index], rd_gen[bb->index],
3057                                                reaching_defs[bb->index], rd_kill[bb->index]);
3058         }
3059       passes++;
3060     }
3061
3062   if (gcse_file)
3063     fprintf (gcse_file, "reaching def computation: %d passes\n", passes);
3064 }
3065 \f
3066 /* Classic GCSE available expression support.  */
3067
3068 /* Allocate memory for available expression computation.  */
3069
3070 static void
3071 alloc_avail_expr_mem (n_blocks, n_exprs)
3072      int n_blocks, n_exprs;
3073 {
3074   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3075   sbitmap_vector_zero (ae_kill, n_blocks);
3076
3077   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3078   sbitmap_vector_zero (ae_gen, n_blocks);
3079
3080   ae_in = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3081   sbitmap_vector_zero (ae_in, n_blocks);
3082
3083   ae_out = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
3084   sbitmap_vector_zero (ae_out, n_blocks);
3085 }
3086
3087 static void
3088 free_avail_expr_mem ()
3089 {
3090   sbitmap_vector_free (ae_kill);
3091   sbitmap_vector_free (ae_gen);
3092   sbitmap_vector_free (ae_in);
3093   sbitmap_vector_free (ae_out);
3094 }
3095
3096 /* Compute the set of available expressions generated in each basic block.  */
3097
3098 static void
3099 compute_ae_gen ()
3100 {
3101   unsigned int i;
3102   struct expr *expr;
3103   struct occr *occr;
3104
3105   /* For each recorded occurrence of each expression, set ae_gen[bb][expr].
3106      This is all we have to do because an expression is not recorded if it
3107      is not available, and the only expressions we want to work with are the
3108      ones that are recorded.  */
3109   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3110     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != 0; expr = expr->next_same_hash)
3111       for (occr = expr->avail_occr; occr != 0; occr = occr->next)
3112         SET_BIT (ae_gen[BLOCK_NUM (occr->insn)], expr->bitmap_index);
3113 }
3114
3115 /* Return non-zero if expression X is killed in BB.  */
3116
3117 static int
3118 expr_killed_p (x, bb)
3119      rtx x;
3120      basic_block bb;
3121 {
3122   int i, j;
3123   enum rtx_code code;
3124   const char *fmt;
3125
3126   if (x == 0)
3127     return 1;
3128
3129   code = GET_CODE (x);
3130   switch (code)
3131     {
3132     case REG:
3133       return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
3134
3135     case MEM:
3136       if (load_killed_in_block_p (bb, get_max_uid () + 1, x, 0))
3137         return 1;
3138       else
3139         return expr_killed_p (XEXP (x, 0), bb);
3140
3141     case PC:
3142     case CC0: /*FIXME*/
3143     case CONST:
3144     case CONST_INT:
3145     case CONST_DOUBLE:
3146     case CONST_VECTOR:
3147     case SYMBOL_REF:
3148     case LABEL_REF:
3149     case ADDR_VEC:
3150     case ADDR_DIFF_VEC:
3151       return 0;
3152
3153     default:
3154       break;
3155     }
3156
3157   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3158     {
3159       if (fmt[i] == 'e')
3160         {
3161           /* If we are about to do the last recursive call
3162              needed at this level, change it into iteration.
3163              This function is called enough to be worth it.  */
3164           if (i == 0)
3165             return expr_killed_p (XEXP (x, i), bb);
3166           else if (expr_killed_p (XEXP (x, i), bb))
3167             return 1;
3168         }
3169       else if (fmt[i] == 'E')
3170         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3171           if (expr_killed_p (XVECEXP (x, i, j), bb))
3172             return 1;
3173     }
3174
3175   return 0;
3176 }
3177
3178 /* Compute the set of available expressions killed in each basic block.  */
3179
3180 static void
3181 compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill)
3182      sbitmap *ae_gen, *ae_kill;
3183 {
3184   basic_block bb;
3185   unsigned int i;
3186   struct expr *expr;
3187
3188   FOR_EACH_BB (bb)
3189     for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
3190       for (expr = expr_hash_table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3191         {
3192           /* Skip EXPR if generated in this block.  */
3193           if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], expr->bitmap_index))
3194             continue;
3195
3196           if (expr_killed_p (expr->expr, bb))
3197             SET_BIT (ae_kill[bb->index], expr->bitmap_index);
3198         }
3199 }
3200 \f
3201 /* Actually perform the Classic GCSE optimizations.  */
3202
3203 /* Return non-zero if occurrence OCCR of expression EXPR reaches block BB.
3204
3205    CHECK_SELF_LOOP is non-zero if we should consider a block reaching itself
3206    as a positive reach.  We want to do this when there are two computations
3207    of the expression in the block.
3208
3209    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
3210    been visited.  It is NULL for the top-level call.
3211
3212    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
3213    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
3214    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
3215    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
3216    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
3217    the closest such expression.  */
3218
3219 static int
3220 expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited)
3221      struct occr *occr;
3222      struct expr *expr;
3223      basic_block bb;
3224      int check_self_loop;
3225      char *visited;
3226 {
3227   edge pred;
3228
3229   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
3230     {
3231       basic_block pred_bb = pred->src;
3232
3233       if (visited[pred_bb->index])
3234         /* This predecessor has already been visited. Nothing to do.  */
3235           ;
3236       else if (pred_bb == bb)
3237         {
3238           /* BB loops on itself.  */
3239           if (check_self_loop
3240               && TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index)
3241               && BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3242             return 1;
3243
3244           visited[pred_bb->index] = 1;
3245         }
3246
3247       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
3248       else if (TEST_BIT (ae_kill[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3249         visited[pred_bb->index] = 1;
3250
3251       /* Does this predecessor generate this expression?  */
3252       else if (TEST_BIT (ae_gen[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3253         {
3254           /* Is this the occurrence we're looking for?
3255              Note that there's only one generating occurrence per block
3256              so we just need to check the block number.  */
3257           if (BLOCK_NUM (occr->insn) == pred_bb->index)
3258             return 1;
3259
3260           visited[pred_bb->index] = 1;
3261         }
3262
3263       /* Neither gen nor kill.  */
3264       else
3265         {
3266           visited[pred_bb->index] = 1;
3267           if (expr_reaches_here_p_work (occr, expr, pred_bb, check_self_loop, 
3268               visited))
3269
3270             return 1;
3271         }
3272     }
3273
3274   /* All paths have been checked.  */
3275   return 0;
3276 }
3277
3278 /* This wrapper for expr_reaches_here_p_work() is to ensure that any
3279    memory allocated for that function is returned.  */
3280
3281 static int
3282 expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, check_self_loop)
3283      struct occr *occr;
3284      struct expr *expr;
3285      basic_block bb;
3286      int check_self_loop;
3287 {
3288   int rval;
3289   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
3290
3291   rval = expr_reaches_here_p_work (occr, expr, bb, check_self_loop, visited);
3292   
3293   free (visited);
3294   return rval;
3295 }
3296
3297 /* Return the instruction that computes EXPR that reaches INSN's basic block.
3298    If there is more than one such instruction, return NULL.
3299
3300    Called only by handle_avail_expr.  */
3301
3302 static rtx
3303 computing_insn (expr, insn)
3304      struct expr *expr;
3305      rtx insn;
3306 {
3307   basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
3308
3309   if (expr->avail_occr->next == NULL)
3310     {    
3311       if (BLOCK_FOR_INSN (expr->avail_occr->insn) == bb)
3312         /* The available expression is actually itself
3313            (i.e. a loop in the flow graph) so do nothing.  */
3314         return NULL;
3315
3316       /* (FIXME) Case that we found a pattern that was created by
3317          a substitution that took place.  */
3318       return expr->avail_occr->insn;
3319     }
3320   else
3321     {
3322       /* Pattern is computed more than once.
3323          Search backwards from this insn to see how many of these 
3324          computations actually reach this insn.  */
3325       struct occr *occr;
3326       rtx insn_computes_expr = NULL;
3327       int can_reach = 0;
3328
3329       for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
3330         {
3331           if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
3332             {
3333               /* The expression is generated in this block.
3334                  The only time we care about this is when the expression
3335                  is generated later in the block [and thus there's a loop].
3336                  We let the normal cse pass handle the other cases.  */
3337               if (INSN_CUID (insn) < INSN_CUID (occr->insn)
3338                   && expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 1))
3339                 {
3340                   can_reach++;
3341                   if (can_reach > 1)
3342                     return NULL;
3343
3344                   insn_computes_expr = occr->insn;
3345                 }
3346             }
3347           else if (expr_reaches_here_p (occr, expr, bb, 0))
3348             {
3349               can_reach++;
3350               if (can_reach > 1)
3351                 return NULL;
3352
3353               insn_computes_expr = occr->insn;
3354             }
3355         }
3356
3357       if (insn_computes_expr == NULL)
3358         abort ();
3359
3360       return insn_computes_expr;
3361     }
3362 }
3363
3364 /* Return non-zero if the definition in DEF_INSN can reach INSN.
3365    Only called by can_disregard_other_sets.  */
3366
3367 static int
3368 def_reaches_here_p (insn, def_insn)
3369      rtx insn, def_insn;
3370 {
3371   rtx reg;
3372
3373   if (TEST_BIT (reaching_defs[BLOCK_NUM (insn)], INSN_CUID (def_insn)))
3374     return 1;
3375
3376   if (BLOCK_NUM (insn) == BLOCK_NUM (def_insn))
3377     {
3378       if (INSN_CUID (def_insn) < INSN_CUID (insn))
3379         {
3380           if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == PARALLEL)
3381             return 1;
3382           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == CLOBBER)
3383             reg = XEXP (PATTERN (def_insn), 0);
3384           else if (GET_CODE (PATTERN (def_insn)) == SET)
3385             reg = SET_DEST (PATTERN (def_insn));
3386           else
3387             abort ();
3388
3389           return ! reg_set_between_p (reg, NEXT_INSN (def_insn), insn);
3390         }
3391       else
3392         return 0;
3393     }
3394
3395   return 0;
3396 }
3397
3398 /* Return non-zero if *ADDR_THIS_REG can only have one value at INSN.  The
3399    value returned is the number of definitions that reach INSN.  Returning a
3400    value of zero means that [maybe] more than one definition reaches INSN and
3401    the caller can't perform whatever optimization it is trying.  i.e. it is
3402    always safe to return zero.  */
3403
3404 static int
3405 can_disregard_other_sets (addr_this_reg, insn, for_combine)
3406      struct reg_set **addr_this_reg;
3407      rtx insn;
3408      int for_combine;
3409 {
3410   int number_of_reaching_defs = 0;
3411   struct reg_set *this_reg;
3412
3413   for (this_reg = *addr_this_reg; this_reg != 0; this_reg = this_reg->next)
3414     if (def_reaches_here_p (insn, this_reg->insn))
3415       {
3416         number_of_reaching_defs++;
3417         /* Ignore parallels for now.  */
3418         if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == PARALLEL)
3419           return 0;
3420
3421         if (!for_combine
3422             && (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER
3423                 || ! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3424                                   SET_SRC (PATTERN (insn)))))
3425           /* A setting of the reg to a different value reaches INSN.  */
3426           return 0;
3427
3428         if (number_of_reaching_defs > 1)
3429           {
3430             /* If in this setting the value the register is being set to is
3431                equal to the previous value the register was set to and this
3432                setting reaches the insn we are trying to do the substitution
3433                on then we are ok.  */
3434             if (GET_CODE (PATTERN (this_reg->insn)) == CLOBBER)
3435               return 0;
3436             else if (! rtx_equal_p (SET_SRC (PATTERN (this_reg->insn)),
3437                                     SET_SRC (PATTERN (insn))))
3438               return 0;
3439           }
3440
3441         *addr_this_reg = this_reg; 
3442       }
3443
3444   return number_of_reaching_defs;
3445 }
3446
3447 /* Expression computed by insn is available and the substitution is legal,
3448    so try to perform the substitution.
3449
3450    The result is non-zero if any changes were made.  */
3451
3452 static int
3453 handle_avail_expr (insn, expr)
3454      rtx insn;
3455      struct expr *expr;
3456 {
3457   rtx pat, insn_computes_expr, expr_set;
3458   rtx to;
3459   struct reg_set *this_reg;
3460   int found_setting, use_src;
3461   int changed = 0;
3462
3463   /* We only handle the case where one computation of the expression
3464      reaches this instruction.  */
3465   insn_computes_expr = computing_insn (expr, insn);
3466   if (insn_computes_expr == NULL)
3467     return 0;
3468   expr_set = single_set (insn_computes_expr);
3469   if (!expr_set)
3470     abort ();
3471
3472   found_setting = 0;
3473   use_src = 0;
3474
3475   /* At this point we know only one computation of EXPR outside of this
3476      block reaches this insn.  Now try to find a register that the
3477      expression is computed into.  */
3478   if (GET_CODE (SET_SRC (expr_set)) == REG)
3479     {
3480       /* This is the case when the available expression that reaches
3481          here has already been handled as an available expression.  */
3482       unsigned int regnum_for_replacing
3483         = REGNO (SET_SRC (expr_set));
3484
3485       /* If the register was created by GCSE we can't use `reg_set_table',
3486          however we know it's set only once.  */
3487       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno
3488           /* If the register the expression is computed into is set only once,
3489              or only one set reaches this insn, we can use it.  */
3490           || (((this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing]),
3491                this_reg->next == NULL)
3492               || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0)))
3493         {
3494           use_src = 1;
3495           found_setting = 1;
3496         }
3497     }
3498
3499   if (!found_setting)
3500     {
3501       unsigned int regnum_for_replacing
3502         = REGNO (SET_DEST (expr_set));
3503
3504       /* This shouldn't happen.  */
3505       if (regnum_for_replacing >= max_gcse_regno)
3506         abort ();
3507
3508       this_reg = reg_set_table[regnum_for_replacing];
3509
3510       /* If the register the expression is computed into is set only once,
3511          or only one set reaches this insn, use it.  */
3512       if (this_reg->next == NULL
3513           || can_disregard_other_sets (&this_reg, insn, 0))
3514         found_setting = 1;
3515     }
3516
3517   if (found_setting)
3518     {
3519       pat = PATTERN (insn);
3520       if (use_src)
3521         to = SET_SRC (expr_set);
3522       else
3523         to = SET_DEST (expr_set);
3524       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat), to, 0);
3525
3526       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3527          to play it safe we check.  */
3528       if (changed)
3529         {
3530           gcse_subst_count++;
3531           if (gcse_file != NULL)
3532             {
3533               fprintf (gcse_file, "GCSE: Replacing the source in insn %d with",
3534                        INSN_UID (insn));
3535               fprintf (gcse_file, " reg %d %s insn %d\n",
3536                        REGNO (to), use_src ? "from" : "set in",
3537                        INSN_UID (insn_computes_expr));
3538             }
3539         }
3540     }
3541
3542   /* The register that the expr is computed into is set more than once.  */
3543   else if (1 /*expensive_op(this_pattrn->op) && do_expensive_gcse)*/)
3544     {
3545       /* Insert an insn after insnx that copies the reg set in insnx
3546          into a new pseudo register call this new register REGN.
3547          From insnb until end of basic block or until REGB is set
3548          replace all uses of REGB with REGN.  */
3549       rtx new_insn;
3550
3551       to = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (expr_set)));
3552
3553       /* Generate the new insn.  */
3554       /* ??? If the change fails, we return 0, even though we created
3555          an insn.  I think this is ok.  */
3556       new_insn
3557         = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, to,
3558                                         SET_DEST (expr_set)),
3559                            insn_computes_expr);
3560
3561       /* Keep register set table up to date.  */
3562       record_one_set (REGNO (to), new_insn);
3563
3564       gcse_create_count++;
3565       if (gcse_file != NULL)
3566         {
3567           fprintf (gcse_file, "GCSE: Creating insn %d to copy value of reg %d",
3568                    INSN_UID (NEXT_INSN (insn_computes_expr)),
3569                    REGNO (SET_SRC (PATTERN (NEXT_INSN (insn_computes_expr)))));
3570           fprintf (gcse_file, ", computed in insn %d,\n",
3571                    INSN_UID (insn_computes_expr));
3572           fprintf (gcse_file, "      into newly allocated reg %d\n",
3573                    REGNO (to));
3574         }
3575
3576       pat = PATTERN (insn);
3577
3578       /* Do register replacement for INSN.  */
3579       changed = validate_change (insn, &SET_SRC (pat),
3580                                  SET_DEST (PATTERN
3581                                            (NEXT_INSN (insn_computes_expr))),
3582                                  0);
3583
3584       /* We should be able to ignore the return code from validate_change but
3585          to play it safe we check.  */
3586       if (changed)
3587         {
3588           gcse_subst_count++;
3589           if (gcse_file != NULL)
3590             {
3591               fprintf (gcse_file,
3592                        "GCSE: Replacing the source in insn %d with reg %d ",
3593                        INSN_UID (insn),
3594                        REGNO (SET_DEST (PATTERN (NEXT_INSN
3595                                                  (insn_computes_expr)))));
3596               fprintf (gcse_file, "set in insn %d\n",
3597                        INSN_UID (insn_computes_expr)); 
3598             }
3599         }
3600     }
3601
3602   return changed;
3603 }
3604
3605 /* Perform classic GCSE.  This is called by one_classic_gcse_pass after all
3606    the dataflow analysis has been done.
3607
3608    The result is non-zero if a change was made.  */
3609
3610 static int
3611 classic_gcse ()
3612 {
3613   int changed;
3614   rtx insn;
3615   basic_block bb;
3616
3617   /* Note we start at block 1.  */
3618
3619   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
3620     return 0;
3621
3622   changed = 0;
3623   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
3624     {
3625       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
3626          start of the block].  */
3627       reset_opr_set_tables ();
3628
3629       for (insn = bb->head;
3630            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
3631            insn = NEXT_INSN (insn))
3632         {
3633           /* Is insn of form (set (pseudo-reg) ...)?  */
3634           if (GET_CODE (insn) == INSN
3635               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
3636               && GET_CODE (SET_DEST (PATTERN (insn))) == REG
3637               && REGNO (SET_DEST (PATTERN (insn))) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3638             {
3639               rtx pat = PATTERN (insn);
3640               rtx src = SET_SRC (pat);
3641               struct expr *expr;
3642
3643               if (want_to_gcse_p (src)
3644                   /* Is the expression recorded?  */
3645                   && ((expr = lookup_expr (src)) != NULL)
3646                   /* Is the expression available [at the start of the
3647                      block]?  */
3648                   && TEST_BIT (ae_in[bb->index], expr->bitmap_index)
3649                   /* Are the operands unchanged since the start of the
3650                      block?  */
3651                   && oprs_not_set_p (src, insn))
3652                 changed |= handle_avail_expr (insn, expr);
3653             }
3654
3655           /* Keep track of everything modified by this insn.  */
3656           /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  */
3657           if (INSN_P (insn))
3658             mark_oprs_set (insn);
3659         }
3660     }
3661
3662   return changed;
3663 }
3664
3665 /* Top level routine to perform one classic GCSE pass.
3666
3667    Return non-zero if a change was made.  */
3668
3669 static int
3670 one_classic_gcse_pass (pass)
3671      int pass;
3672 {
3673   int changed = 0;
3674
3675   gcse_subst_count = 0;
3676   gcse_create_count = 0;
3677
3678   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
3679   alloc_rd_mem (last_basic_block, max_cuid);
3680   compute_expr_hash_table ();
3681   if (gcse_file)
3682     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
3683                      expr_hash_table_size, n_exprs);
3684
3685   if (n_exprs > 0)
3686     {
3687       compute_kill_rd ();
3688       compute_rd ();
3689       alloc_avail_expr_mem (last_basic_block, n_exprs);
3690       compute_ae_gen ();
3691       compute_ae_kill (ae_gen, ae_kill);
3692       compute_available (ae_gen, ae_kill, ae_out, ae_in);
3693       changed = classic_gcse ();
3694       free_avail_expr_mem ();
3695     }
3696
3697   free_rd_mem ();
3698   free_expr_hash_table ();
3699
3700   if (gcse_file)
3701     {
3702       fprintf (gcse_file, "\n");
3703       fprintf (gcse_file, "GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, %d substs,",
3704                current_function_name, pass, bytes_used, gcse_subst_count);
3705       fprintf (gcse_file, "%d insns created\n", gcse_create_count);
3706     }
3707
3708   return changed;
3709 }
3710 \f
3711 /* Compute copy/constant propagation working variables.  */
3712
3713 /* Local properties of assignments.  */
3714 static sbitmap *cprop_pavloc;
3715 static sbitmap *cprop_absaltered;
3716
3717 /* Global properties of assignments (computed from the local properties).  */
3718 static sbitmap *cprop_avin;
3719 static sbitmap *cprop_avout;
3720
3721 /* Allocate vars used for copy/const propagation.  N_BLOCKS is the number of
3722    basic blocks.  N_SETS is the number of sets.  */
3723
3724 static void
3725 alloc_cprop_mem (n_blocks, n_sets)
3726      int n_blocks, n_sets;
3727 {
3728   cprop_pavloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3729   cprop_absaltered = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3730
3731   cprop_avin = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3732   cprop_avout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_sets);
3733 }
3734
3735 /* Free vars used by copy/const propagation.  */
3736
3737 static void
3738 free_cprop_mem ()
3739 {
3740   sbitmap_vector_free (cprop_pavloc);
3741   sbitmap_vector_free (cprop_absaltered);
3742   sbitmap_vector_free (cprop_avin);
3743   sbitmap_vector_free (cprop_avout);
3744 }
3745
3746 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
3747    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
3748    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
3749    element of X is modified, set (SET_P == 1) or reset (SET_P == 0) the INDX
3750    bit in BMAP.  */
3751
3752 static void
3753 compute_transp (x, indx, bmap, set_p)
3754      rtx x;
3755      int indx;
3756      sbitmap *bmap;
3757      int set_p;
3758 {
3759   int i, j;
3760   basic_block bb;
3761   enum rtx_code code;
3762   reg_set *r;
3763   const char *fmt;
3764
3765   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3766      can't do it when there's no return value.  */
3767  repeat:
3768
3769   if (x == 0)
3770     return;
3771
3772   code = GET_CODE (x);
3773   switch (code)
3774     {
3775     case REG:
3776       if (set_p)
3777         {
3778           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3779             {
3780               FOR_EACH_BB (bb)
3781                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3782                   SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3783             }
3784           else
3785             {
3786               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3787                 SET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3788             }
3789         }
3790       else
3791         {
3792           if (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3793             {
3794               FOR_EACH_BB (bb)
3795                 if (TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x)))
3796                   RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3797             }
3798           else
3799             {
3800               for (r = reg_set_table[REGNO (x)]; r != NULL; r = r->next)
3801                 RESET_BIT (bmap[BLOCK_NUM (r->insn)], indx);
3802             }
3803         }
3804
3805       return;
3806
3807     case MEM:
3808       FOR_EACH_BB (bb)
3809         {
3810           rtx list_entry = canon_modify_mem_list[bb->index];
3811
3812           while (list_entry)
3813             {
3814               rtx dest, dest_addr;
3815
3816               if (GET_CODE (XEXP (list_entry, 0)) == CALL_INSN)
3817                 {
3818                   if (set_p)
3819                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3820                   else
3821                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3822                   break;
3823                 }
3824               /* LIST_ENTRY must be an INSN of some kind that sets memory.
3825                  Examine each hunk of memory that is modified.  */
3826
3827               dest = XEXP (list_entry, 0);
3828               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3829               dest_addr = XEXP (list_entry, 0);
3830               
3831               if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest), dest_addr,
3832                                          x, rtx_addr_varies_p))
3833                 {
3834                   if (set_p)
3835                     SET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3836                   else
3837                     RESET_BIT (bmap[bb->index], indx);
3838                   break;
3839                 }
3840               list_entry = XEXP (list_entry, 1);
3841             }
3842         }
3843
3844       x = XEXP (x, 0);
3845       goto repeat;
3846
3847     case PC:
3848     case CC0: /*FIXME*/
3849     case CONST:
3850     case CONST_INT:
3851     case CONST_DOUBLE:
3852     case CONST_VECTOR:
3853     case SYMBOL_REF:
3854     case LABEL_REF:
3855     case ADDR_VEC:
3856     case ADDR_DIFF_VEC:
3857       return;
3858
3859     default:
3860       break;
3861     }
3862
3863   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3864     {
3865       if (fmt[i] == 'e')
3866         {
3867           /* If we are about to do the last recursive call
3868              needed at this level, change it into iteration.
3869              This function is called enough to be worth it.  */
3870           if (i == 0)
3871             {
3872               x = XEXP (x, i);
3873               goto repeat;
3874             }
3875
3876           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap, set_p);
3877         }
3878       else if (fmt[i] == 'E')
3879         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3880           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap, set_p);
3881     }
3882 }
3883
3884 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by copy/const
3885    propagation.  */
3886
3887 static void
3888 compute_cprop_data ()
3889 {
3890   compute_local_properties (cprop_absaltered, cprop_pavloc, NULL, 1);
3891   compute_available (cprop_pavloc, cprop_absaltered,
3892                      cprop_avout, cprop_avin);
3893 }
3894 \f
3895 /* Copy/constant propagation.  */
3896
3897 /* Maximum number of register uses in an insn that we handle.  */
3898 #define MAX_USES 8
3899
3900 /* Table of uses found in an insn.
3901    Allocated statically to avoid alloc/free complexity and overhead.  */
3902 static struct reg_use reg_use_table[MAX_USES];
3903
3904 /* Index into `reg_use_table' while building it.  */
3905 static int reg_use_count;
3906
3907 /* Set up a list of register numbers used in INSN.  The found uses are stored
3908    in `reg_use_table'.  `reg_use_count' is initialized to zero before entry,
3909    and contains the number of uses in the table upon exit.
3910
3911    ??? If a register appears multiple times we will record it multiple times.
3912    This doesn't hurt anything but it will slow things down.  */
3913
3914 static void
3915 find_used_regs (xptr, data)
3916      rtx *xptr;
3917      void *data ATTRIBUTE_UNUSED;
3918 {
3919   int i, j;
3920   enum rtx_code code;
3921   const char *fmt;
3922   rtx x = *xptr;
3923
3924   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
3925      can't do it when there's no return value.  */
3926  repeat:
3927   if (x == 0)
3928     return;
3929
3930   code = GET_CODE (x);
3931   if (REG_P (x))
3932     {
3933       if (reg_use_count == MAX_USES)
3934         return;
3935
3936       reg_use_table[reg_use_count].reg_rtx = x;
3937       reg_use_count++;
3938     }
3939
3940   /* Recursively scan the operands of this expression.  */
3941
3942   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
3943     {
3944       if (fmt[i] == 'e')
3945         {
3946           /* If we are about to do the last recursive call
3947              needed at this level, change it into iteration.
3948              This function is called enough to be worth it.  */
3949           if (i == 0)
3950             {
3951               x = XEXP (x, 0);
3952               goto repeat;
3953             }
3954
3955           find_used_regs (&XEXP (x, i), data);
3956         }
3957       else if (fmt[i] == 'E')
3958         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
3959           find_used_regs (&XVECEXP (x, i, j), data);
3960     }
3961 }
3962
3963 /* Try to replace all non-SET_DEST occurrences of FROM in INSN with TO.
3964    Returns non-zero is successful.  */
3965
3966 static int
3967 try_replace_reg (from, to, insn)
3968      rtx from, to, insn;
3969 {
3970   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3971   rtx src = 0;
3972   int success = 0;
3973   rtx set = single_set (insn);
3974
3975   success = validate_replace_src (from, to, insn);
3976
3977   /* If above failed and this is a single set, try to simplify the source of
3978      the set given our substitution.  We could perhaps try this for multiple
3979      SETs, but it probably won't buy us anything.  */
3980   if (!success && set != 0)
3981     {
3982       src = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set), from, to);
3983
3984       if (!rtx_equal_p (src, SET_SRC (set))
3985           && validate_change (insn, &SET_SRC (set), src, 0))
3986         success = 1;
3987     }
3988
3989   /* If we've failed to do replacement, have a single SET, and don't already
3990      have a note, add a REG_EQUAL note to not lose information.  */
3991   if (!success && note == 0 && set != 0)
3992     note = set_unique_reg_note (insn, REG_EQUAL, copy_rtx (src));
3993
3994   /* If there is already a NOTE, update the expression in it with our
3995      replacement.  */
3996   else if (note != 0)
3997     XEXP (note, 0) = simplify_replace_rtx (XEXP (note, 0), from, to);
3998
3999   /* REG_EQUAL may get simplified into register.
4000      We don't allow that. Remove that note. This code ought
4001      not to hapen, because previous code ought to syntetize
4002      reg-reg move, but be on the safe side.  */
4003   if (note && REG_P (XEXP (note, 0)))
4004     remove_note (insn, note);
4005
4006   return success;
4007 }
4008
4009 /* Find a set of REGNOs that are available on entry to INSN's block.  Returns
4010    NULL no such set is found.  */
4011
4012 static struct expr *
4013 find_avail_set (regno, insn)
4014      int regno;
4015      rtx insn;
4016 {
4017   /* SET1 contains the last set found that can be returned to the caller for
4018      use in a substitution.  */
4019   struct expr *set1 = 0;
4020  
4021   /* Loops are not possible here.  To get a loop we would need two sets
4022      available at the start of the block containing INSN.  ie we would
4023      need two sets like this available at the start of the block:
4024
4025        (set (reg X) (reg Y))
4026        (set (reg Y) (reg X))
4027
4028      This can not happen since the set of (reg Y) would have killed the
4029      set of (reg X) making it unavailable at the start of this block.  */
4030   while (1)
4031     {
4032       rtx src;
4033       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4034
4035       /* Find a set that is available at the start of the block
4036          which contains INSN.  */
4037       while (set)
4038         {
4039           if (TEST_BIT (cprop_avin[BLOCK_NUM (insn)], set->bitmap_index))
4040             break;
4041           set = next_set (regno, set);
4042         }
4043
4044       /* If no available set was found we've reached the end of the
4045          (possibly empty) copy chain.  */
4046       if (set == 0)
4047         break;
4048
4049       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4050         abort ();
4051
4052       src = SET_SRC (set->expr);
4053
4054       /* We know the set is available.
4055          Now check that SRC is ANTLOC (i.e. none of the source operands
4056          have changed since the start of the block).  
4057
4058          If the source operand changed, we may still use it for the next
4059          iteration of this loop, but we may not use it for substitutions.  */
4060
4061       if (CONSTANT_P (src) || oprs_not_set_p (src, insn))
4062         set1 = set;
4063
4064       /* If the source of the set is anything except a register, then
4065          we have reached the end of the copy chain.  */
4066       if (GET_CODE (src) != REG)
4067         break;
4068
4069       /* Follow the copy chain, ie start another iteration of the loop
4070          and see if we have an available copy into SRC.  */
4071       regno = REGNO (src);
4072     }
4073
4074   /* SET1 holds the last set that was available and anticipatable at
4075      INSN.  */
4076   return set1;
4077 }
4078
4079 /* Subroutine of cprop_insn that tries to propagate constants into
4080    JUMP_INSNS.  JUMP must be a conditional jump.  If SETCC is non-NULL
4081    it is the instruction that immediately preceeds JUMP, and must be a
4082    single SET of a CC_MODE register.  FROM is what we will try to replace,
4083    SRC is the constant we will try to substitute for it.  Returns nonzero
4084    if a change was made. */
4085
4086 static int
4087 cprop_jump (bb, setcc, jump, from, src)
4088      basic_block bb;
4089      rtx setcc;
4090      rtx jump;
4091      rtx from;
4092      rtx src;
4093 {
4094   rtx new, new_set;
4095   rtx set = pc_set (jump);
4096
4097   /* First substitute in the INSN condition as the SET_SRC of the JUMP,
4098      then substitute that given values in this expanded JUMP.  */
4099   if (setcc != NULL)
4100     new_set = simplify_replace_rtx (SET_SRC (set),
4101                                     SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4102                                     SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4103   else
4104     new_set = set;
4105
4106   new = simplify_replace_rtx (new_set, from, src);
4107
4108   /* If no simplification can be made, then try the next
4109      register.  */
4110   if (rtx_equal_p (new, new_set))
4111     return 0;
4112  
4113   /* If this is now a no-op delete it, otherwise this must be a valid insn.  */
4114   if (new == pc_rtx)
4115     delete_insn (jump);
4116   else
4117     {
4118       if (! validate_change (jump, &SET_SRC (set), new, 0))
4119         return 0;
4120
4121       /* If this has turned into an unconditional jump,
4122          then put a barrier after it so that the unreachable
4123          code will be deleted.  */
4124       if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == LABEL_REF)
4125         emit_barrier_after (jump);
4126      }
4127
4128 #ifdef HAVE_cc0
4129   /* Delete the cc0 setter.  */
4130   if (setcc != NULL && SET_DEST (PATTERN (setcc)) == cc0_rtx)
4131     delete_insn (setcc);
4132 #endif
4133
4134   run_jump_opt_after_gcse = 1;
4135
4136   const_prop_count++;
4137   if (gcse_file != NULL)
4138     {
4139       fprintf (gcse_file,
4140                "CONST-PROP: Replacing reg %d in insn %d with constant ",
4141                REGNO (from), INSN_UID (jump));
4142       print_rtl (gcse_file, src);
4143       fprintf (gcse_file, "\n");
4144     }
4145   purge_dead_edges (bb);
4146
4147   return 1;
4148 }
4149
4150 /* Perform constant and copy propagation on INSN.
4151    The result is non-zero if a change was made.  */
4152
4153 static int
4154 cprop_insn (bb, insn, alter_jumps)
4155      basic_block bb;
4156      rtx insn;
4157      int alter_jumps;
4158 {
4159   struct reg_use *reg_used;
4160   int changed = 0;
4161   rtx note;
4162
4163   if (!INSN_P (insn))
4164     return 0;
4165
4166   reg_use_count = 0;
4167   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4168   
4169   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4170
4171   /* We may win even when propagating constants into notes.  */
4172   if (note)
4173     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4174
4175   for (reg_used = &reg_use_table[0]; reg_use_count > 0;
4176        reg_used++, reg_use_count--)
4177     {
4178       unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4179       rtx pat, src;
4180       struct expr *set;
4181
4182       /* Ignore registers created by GCSE.
4183          We do this because ...  */
4184       if (regno >= max_gcse_regno)
4185         continue;
4186
4187       /* If the register has already been set in this block, there's
4188          nothing we can do.  */
4189       if (! oprs_not_set_p (reg_used->reg_rtx, insn))
4190         continue;
4191
4192       /* Find an assignment that sets reg_used and is available
4193          at the start of the block.  */
4194       set = find_avail_set (regno, insn);
4195       if (! set)
4196         continue;
4197   
4198       pat = set->expr;
4199       /* ??? We might be able to handle PARALLELs.  Later.  */
4200       if (GET_CODE (pat) != SET)
4201         abort ();
4202
4203       src = SET_SRC (pat);
4204
4205       /* Constant propagation.  */
4206       if (CONSTANT_P (src))
4207         {
4208           /* Check for MODE_CC setting instructions followed by
4209              conditional branch instructions first.  */
4210           if (alter_jumps
4211               && single_set (insn)
4212               && any_condjump_p (NEXT_INSN (insn))
4213               && onlyjump_p (NEXT_INSN (insn)))
4214             {
4215               rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
4216               if ((GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_CC
4217 #ifdef HAVE_cc0
4218                    || dest == cc0_rtx
4219 #endif
4220                   ) && cprop_jump (bb, insn, NEXT_INSN (insn),
4221                                    reg_used->reg_rtx, src))
4222                 {
4223                   changed = 1;
4224                   break;
4225                 }
4226             }
4227
4228           /* Handle normal insns next.  */
4229           if (GET_CODE (insn) == INSN
4230               && try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4231             {
4232               changed = 1;
4233               const_prop_count++;
4234               if (gcse_file != NULL)
4235                 {
4236                   fprintf (gcse_file, "CONST-PROP: Replacing reg %d in ",
4237                            regno);
4238                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4239                            INSN_UID (insn));
4240                   print_rtl (gcse_file, src);
4241                   fprintf (gcse_file, "\n");
4242                 }
4243
4244               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4245                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4246             }
4247
4248           /* Try to propagate a CONST_INT into a conditional jump.
4249              We're pretty specific about what we will handle in this
4250              code, we can extend this as necessary over time.
4251
4252              Right now the insn in question must look like
4253              (set (pc) (if_then_else ...))  */
4254           else if (alter_jumps
4255                    && any_condjump_p (insn)
4256                    && onlyjump_p (insn))
4257             changed |= cprop_jump (bb, NULL, insn, reg_used->reg_rtx, src);
4258
4259         }
4260       else if (GET_CODE (src) == REG
4261                && REGNO (src) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4262                && REGNO (src) != regno)
4263         {
4264           if (try_replace_reg (reg_used->reg_rtx, src, insn))
4265             {
4266               changed = 1;
4267               copy_prop_count++;
4268               if (gcse_file != NULL)
4269                 {
4270                   fprintf (gcse_file, "COPY-PROP: Replacing reg %d in insn %d",
4271                            regno, INSN_UID (insn));
4272                   fprintf (gcse_file, " with reg %d\n", REGNO (src));
4273                 }
4274
4275               /* The original insn setting reg_used may or may not now be
4276                  deletable.  We leave the deletion to flow.  */
4277               /* FIXME: If it turns out that the insn isn't deletable,
4278                  then we may have unnecessarily extended register lifetimes
4279                  and made things worse.  */
4280             }
4281         }
4282     }
4283
4284   return changed;
4285 }
4286
4287 /* Forward propagate copies.  This includes copies and constants.  Return
4288    non-zero if a change was made.  */
4289
4290 static int
4291 cprop (alter_jumps)
4292      int alter_jumps;
4293 {
4294   int changed;
4295   basic_block bb;
4296   rtx insn;
4297
4298   /* Note we start at block 1.  */
4299   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4300     {
4301       if (gcse_file != NULL)
4302         fprintf (gcse_file, "\n");
4303       return 0;
4304     }
4305
4306   changed = 0;
4307   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb, EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4308     {
4309       /* Reset tables used to keep track of what's still valid [since the
4310          start of the block].  */
4311       reset_opr_set_tables ();
4312
4313       for (insn = bb->head;
4314            insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4315            insn = NEXT_INSN (insn))
4316         if (INSN_P (insn))
4317           {
4318             changed |= cprop_insn (bb, insn, alter_jumps);
4319
4320             /* Keep track of everything modified by this insn.  */
4321             /* ??? Need to be careful w.r.t. mods done to INSN.  Don't
4322                call mark_oprs_set if we turned the insn into a NOTE.  */
4323             if (GET_CODE (insn) != NOTE)
4324               mark_oprs_set (insn);
4325           }
4326     }
4327
4328   if (gcse_file != NULL)
4329     fprintf (gcse_file, "\n");
4330
4331   return changed;
4332 }
4333
4334 /* Perform one copy/constant propagation pass.
4335    F is the first insn in the function.
4336    PASS is the pass count.  */
4337
4338 static int
4339 one_cprop_pass (pass, alter_jumps)
4340      int pass;
4341      int alter_jumps;
4342 {
4343   int changed = 0;
4344
4345   const_prop_count = 0;
4346   copy_prop_count = 0;
4347
4348   alloc_set_hash_table (max_cuid);
4349   compute_set_hash_table ();
4350   if (gcse_file)
4351     dump_hash_table (gcse_file, "SET", set_hash_table, set_hash_table_size,
4352                      n_sets);
4353   if (n_sets > 0)
4354     {
4355       alloc_cprop_mem (last_basic_block, n_sets);
4356       compute_cprop_data ();
4357       changed = cprop (alter_jumps);
4358       if (alter_jumps)
4359         changed |= bypass_conditional_jumps ();
4360       free_cprop_mem ();
4361     }
4362
4363   free_set_hash_table ();
4364
4365   if (gcse_file)
4366     {
4367       fprintf (gcse_file, "CPROP of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
4368                current_function_name, pass, bytes_used);
4369       fprintf (gcse_file, "%d const props, %d copy props\n\n",
4370                const_prop_count, copy_prop_count);
4371     }
4372
4373   return changed;
4374 }
4375 \f
4376 /* Bypass conditional jumps.  */
4377
4378 /* Find a set of REGNO to a constant that is available at the end of basic
4379    block BB.  Returns NULL if no such set is found.  Based heavily upon
4380    find_avail_set.  */
4381
4382 static struct expr *
4383 find_bypass_set (regno, bb)
4384      int regno;
4385      int bb;
4386 {
4387   struct expr *result = 0;
4388
4389   for (;;)
4390     {
4391       rtx src;
4392       struct expr *set = lookup_set (regno, NULL_RTX);
4393
4394       while (set)
4395         {
4396           if (TEST_BIT (cprop_avout[bb], set->bitmap_index))
4397             break;
4398           set = next_set (regno, set);
4399         }
4400
4401       if (set == 0)
4402         break;
4403
4404       if (GET_CODE (set->expr) != SET)
4405         abort ();
4406
4407       src = SET_SRC (set->expr);
4408       if (CONSTANT_P (src))
4409         result = set;
4410
4411       if (GET_CODE (src) != REG)
4412         break;
4413
4414       regno = REGNO (src);
4415     }
4416   return result;
4417 }
4418
4419
4420 /* Subroutine of bypass_conditional_jumps that attempts to bypass the given
4421    basic block BB which has more than one predecessor.  If not NULL, SETCC
4422    is the first instruction of BB, which is immediately followed by JUMP_INSN
4423    JUMP.  Otherwise, SETCC is NULL, and JUMP is the first insn of BB.
4424    Returns nonzero if a change was made.  */
4425
4426 static int
4427 bypass_block (bb, setcc, jump)
4428      basic_block bb;
4429      rtx setcc, jump;
4430 {
4431   rtx insn, note;
4432   edge e, enext;
4433   int i,change;
4434
4435   insn = (setcc != NULL) ? setcc : jump;
4436
4437   /* Determine set of register uses in INSN.  */
4438   reg_use_count = 0;
4439   note_uses (&PATTERN (insn), find_used_regs, NULL);
4440   note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
4441   if (note)
4442     find_used_regs (&XEXP (note, 0), NULL);
4443
4444   change = 0;
4445   for (e = bb->pred; e; e = enext)
4446     {
4447       enext = e->pred_next;
4448       for (i = 0; i < reg_use_count; i++)
4449         {
4450           struct reg_use *reg_used = &reg_use_table[i];
4451           unsigned int regno = REGNO (reg_used->reg_rtx);
4452           basic_block dest;
4453           struct expr *set;
4454           rtx src, new;
4455
4456           if (regno >= max_gcse_regno)
4457             continue;
4458
4459           set = find_bypass_set (regno, e->src->index);
4460
4461           if (! set)
4462             continue;
4463
4464           src = SET_SRC (pc_set (jump));
4465
4466           if (setcc != NULL)
4467               src = simplify_replace_rtx (src,
4468                                           SET_DEST (PATTERN (setcc)),
4469                                           SET_SRC (PATTERN (setcc)));
4470
4471           new = simplify_replace_rtx (src, reg_used->reg_rtx,
4472                                       SET_SRC (set->expr));
4473
4474           if (new == pc_rtx)
4475             dest = FALLTHRU_EDGE (bb)->dest;
4476           else if (GET_CODE (new) == LABEL_REF)
4477             dest = BRANCH_EDGE (bb)->dest;
4478           else
4479             dest = NULL;
4480
4481           /* Once basic block indices are stable, we should be able
4482              to use redirect_edge_and_branch_force instead.  */
4483           if ((dest != NULL) && (dest != e->dest)
4484               && redirect_edge_and_branch (e, dest))
4485             {
4486               /* Copy the MODE_CC setter to the redirected edge.
4487                  Don't copy CC0 setters, as CC0 is dead after jump.  */
4488               if (setcc)
4489                 {
4490                   rtx pat = PATTERN (setcc);
4491                   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (pat))) == MODE_CC)
4492                     insert_insn_on_edge (copy_insn (pat), e);
4493                 }
4494
4495               if (gcse_file != NULL)
4496                 {
4497                   fprintf (gcse_file, "JUMP-BYPASS: Replacing reg %d in ",
4498                            regno);
4499                   fprintf (gcse_file, "insn %d with constant ",
4500                            INSN_UID (jump));
4501                   print_rtl (gcse_file, SET_SRC (set->expr));
4502                   fprintf (gcse_file, "\nBypass edge from %d->%d to %d\n",
4503                            e->src->index, e->dest->index, dest->index);
4504                 }
4505               change = 1;
4506               break;
4507             }
4508         }
4509     }
4510   return change;
4511 }
4512
4513 /* Find basic blocks with more than one predecessor that only contain a
4514    single conditional jump.  If the result of the comparison is known at
4515    compile-time from any incoming edge, redirect that edge to the
4516    appropriate target.  Returns nonzero if a change was made.  */
4517
4518 static int
4519 bypass_conditional_jumps ()
4520 {
4521   basic_block bb;
4522   int changed;
4523   rtx setcc;
4524   rtx insn;
4525   rtx dest;
4526
4527   /* Note we start at block 1.  */
4528   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
4529     return 0;
4530
4531   changed = 0;
4532   FOR_BB_BETWEEN (bb, ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
4533                   EXIT_BLOCK_PTR, next_bb)
4534     {
4535       /* Check for more than one predecessor.  */
4536       if (bb->pred && bb->pred->pred_next)
4537         {
4538           setcc = NULL_RTX;
4539           for (insn = bb->head;
4540                insn != NULL && insn != NEXT_INSN (bb->end);
4541                insn = NEXT_INSN (insn))
4542             if (GET_CODE (insn) == INSN)
4543               {
4544                 rtx set = single_set (insn);
4545                 if (setcc)
4546                   break;
4547                 if (!single_set (insn))
4548                   break;
4549
4550                 dest = SET_DEST (set);
4551                 if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (dest)) == MODE_CC)
4552                   setcc = insn;
4553 #ifdef HAVE_cc0
4554                 else if (dest == cc0_rtx)
4555                   setcc = insn;
4556 #endif
4557                 else
4558                   break;
4559               }
4560             else if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN)
4561               {
4562                 if (any_condjump_p (insn) && onlyjump_p (insn))
4563                   changed |= bypass_block (bb, setcc, insn);
4564                 break;
4565               }
4566             else if (INSN_P (insn))
4567               break;
4568         }
4569     }
4570
4571   /* If we bypassed any MODE_CC setting insns, we inserted a
4572      copy on the redirected edge.  These need to be commited.  */
4573   if (changed)
4574     commit_edge_insertions();
4575
4576   return changed;
4577 }
4578 \f
4579 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
4580
4581 /* Local properties of expressions.  */
4582 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
4583 static sbitmap *transp;
4584
4585 /* Nonzero for expressions that are transparent at the end of the block.
4586    This is only zero for expressions killed by abnormal critical edge
4587    created by a calls.  */
4588 static sbitmap *transpout;
4589
4590 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
4591 static sbitmap *comp;
4592
4593 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
4594 static sbitmap *antloc;
4595
4596 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
4597    point.  */
4598 static sbitmap *pre_optimal;
4599
4600 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
4601 static sbitmap *pre_redundant;
4602
4603 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
4604 static sbitmap *pre_insert_map;
4605
4606 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
4607 static sbitmap *pre_delete_map;
4608
4609 /* Contains the edge_list returned by pre_edge_lcm.  */
4610 static struct edge_list *edge_list;
4611
4612 /* Redundant insns.  */
4613 static sbitmap pre_redundant_insns;
4614
4615 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
4616
4617 static void
4618 alloc_pre_mem (n_blocks, n_exprs)
4619      int n_blocks, n_exprs;
4620 {
4621   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4622   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4623   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4624
4625   pre_optimal = NULL;
4626   pre_redundant = NULL;
4627   pre_insert_map = NULL;
4628   pre_delete_map = NULL;
4629   ae_in = NULL;
4630   ae_out = NULL;
4631   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
4632
4633   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
4634 }
4635
4636 /* Free vars used for PRE analysis.  */
4637
4638 static void
4639 free_pre_mem ()
4640 {
4641   sbitmap_vector_free (transp);
4642   sbitmap_vector_free (comp);
4643
4644   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
4645
4646   if (pre_optimal)
4647     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
4648   if (pre_redundant)
4649     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
4650   if (pre_insert_map)
4651     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
4652   if (pre_delete_map)
4653     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
4654   if (ae_in)
4655     sbitmap_vector_free (ae_in);
4656   if (ae_out)
4657     sbitmap_vector_free (ae_out);
4658
4659   transp = comp = NULL;
4660   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
4661   ae_in = ae_out = NULL;
4662 }
4663
4664 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
4665
4666 static void
4667 compute_pre_data ()
4668 {
4669   sbitmap trapping_expr;
4670   basic_block bb;
4671   unsigned int ui;
4672
4673   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
4674   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
4675
4676   /* Collect expressions which might trap.  */
4677   trapping_expr = sbitmap_alloc (n_exprs);
4678   sbitmap_zero (trapping_expr);
4679   for (ui = 0; ui < expr_hash_table_size; ui++)
4680     {
4681       struct expr *e;
4682       for (e = expr_hash_table[ui]; e != NULL; e = e->next_same_hash)
4683         if (may_trap_p (e->expr))
4684           SET_BIT (trapping_expr, e->bitmap_index);
4685     }
4686
4687   /* Compute ae_kill for each basic block using:
4688
4689      ~(TRANSP | COMP)
4690
4691      This is significantly faster than compute_ae_kill.  */
4692
4693   FOR_EACH_BB (bb)
4694     {
4695       edge e;
4696
4697       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
4698          kill all trapping expressions because we won't be able to properly
4699          place the instruction on the edge.  So make them neither
4700          anticipatable nor transparent.  This is fairly conservative.  */
4701       for (e = bb->pred; e ; e = e->pred_next)
4702         if (e->flags & EDGE_ABNORMAL)
4703           {
4704             sbitmap_difference (antloc[bb->index], antloc[bb->index], trapping_expr);
4705             sbitmap_difference (transp[bb->index], transp[bb->index], trapping_expr);
4706             break;
4707           }
4708
4709       sbitmap_a_or_b (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
4710       sbitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
4711     }
4712
4713   edge_list = pre_edge_lcm (gcse_file, n_exprs, transp, comp, antloc,
4714                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
4715   sbitmap_vector_free (antloc);
4716   antloc = NULL;
4717   sbitmap_vector_free (ae_kill);
4718   ae_kill = NULL; 
4719   sbitmap_free (trapping_expr);
4720 }
4721 \f
4722 /* PRE utilities */
4723
4724 /* Return non-zero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
4725    block BB.
4726
4727    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
4728    been visited.  It is NULL for the top-level call.
4729
4730    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
4731    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
4732    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
4733    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
4734    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
4735    the closest such expression.  */
4736
4737 static int
4738 pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited)
4739      basic_block occr_bb;
4740      struct expr *expr;
4741      basic_block bb;
4742      char *visited;
4743 {
4744   edge pred;
4745
4746   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
4747     {
4748       basic_block pred_bb = pred->src;
4749
4750       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR
4751           /* Has predecessor has already been visited?  */
4752           || visited[pred_bb->index])
4753         ;/* Nothing to do.  */
4754
4755       /* Does this predecessor generate this expression?  */
4756       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4757         {
4758           /* Is this the occurrence we're looking for?
4759              Note that there's only one generating occurrence per block
4760              so we just need to check the block number.  */
4761           if (occr_bb == pred_bb)
4762             return 1;
4763
4764           visited[pred_bb->index] = 1;
4765         }
4766       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
4767       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
4768         visited[pred_bb->index] = 1;
4769
4770       /* Neither gen nor kill.  */
4771       else
4772         {
4773           visited[pred_bb->index] = 1;
4774           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
4775             return 1;
4776         }
4777     }
4778
4779   /* All paths have been checked.  */
4780   return 0;
4781 }
4782
4783 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
4784    memory allocated for that function is returned.  */
4785
4786 static int
4787 pre_expr_reaches_here_p (occr_bb, expr, bb)
4788      basic_block occr_bb;
4789      struct expr *expr;
4790      basic_block bb;
4791 {
4792   int rval;
4793   char *visited = (char *) xcalloc (last_basic_block, 1);
4794
4795   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
4796
4797   free (visited);
4798   return rval;
4799 }
4800 \f
4801
4802 /* Given an expr, generate RTL which we can insert at the end of a BB,
4803    or on an edge.  Set the block number of any insns generated to 
4804    the value of BB.  */
4805
4806 static rtx
4807 process_insert_insn (expr)
4808      struct expr *expr;
4809 {
4810   rtx reg = expr->reaching_reg;
4811   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
4812   rtx pat;
4813
4814   start_sequence ();
4815
4816   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
4817      just copy it to a register.  */
4818   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
4819     emit_move_insn (reg, exp);
4820
4821   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
4822      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  Copy the
4823      expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
4824   else if (insn_invalid_p (emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp))))
4825     abort ();
4826   
4827   pat = gen_sequence ();
4828   end_sequence ();
4829
4830   return pat;
4831 }
4832   
4833 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
4834
4835    This is used by both the PRE and code hoisting.
4836
4837    For PRE, we want to verify that the expr is either transparent
4838    or locally anticipatable in the target block.  This check makes
4839    no sense for code hoisting.  */
4840
4841 static void
4842 insert_insn_end_bb (expr, bb, pre)
4843      struct expr *expr;
4844      basic_block bb;
4845      int pre;
4846 {
4847   rtx insn = bb->end;
4848   rtx new_insn;
4849   rtx reg = expr->reaching_reg;
4850   int regno = REGNO (reg);
4851   rtx pat;
4852   int i;
4853
4854   pat = process_insert_insn (expr);
4855
4856   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
4857      handle cc0, etc. properly].  Similary we need to care trapping
4858      instructions in presence of non-call exceptions.  */
4859
4860   if (GET_CODE (insn) == JUMP_INSN
4861       || (GET_CODE (insn) == INSN
4862           && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL))))
4863     {
4864 #ifdef HAVE_cc0
4865       rtx note;
4866 #endif
4867       /* It should always be the case that we can put these instructions
4868          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4869          Check this.  */
4870       if (GET_CODE (insn) == INSN && pre
4871           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4872           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4873         abort ();
4874
4875       /* If this is a jump table, then we can't insert stuff here.  Since
4876          we know the previous real insn must be the tablejump, we insert
4877          the new instruction just before the tablejump.  */
4878       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_VEC
4879           || GET_CODE (PATTERN (insn)) == ADDR_DIFF_VEC)
4880         insn = prev_real_insn (insn);
4881
4882 #ifdef HAVE_cc0
4883       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
4884          if cc0 isn't set.  */
4885       note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
4886       if (note)
4887         insn = XEXP (note, 0);
4888       else
4889         {
4890           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
4891           if (maybe_cc0_setter
4892               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
4893               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
4894             insn = maybe_cc0_setter;
4895         }
4896 #endif
4897       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
4898       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4899     }
4900
4901   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
4902      of exception handling.  */
4903   else if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN
4904            && (bb->succ->succ_next || (bb->succ->flags & EDGE_ABNORMAL)))
4905     {
4906       /* Keeping in mind SMALL_REGISTER_CLASSES and parameters in registers,
4907          we search backward and place the instructions before the first
4908          parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency and a
4909          presumtion that we'll get better code elsewhere as well.  
4910
4911          It should always be the case that we can put these instructions
4912          anywhere in the basic block with performing PRE optimizations.
4913          Check this.  */
4914
4915       if (pre
4916           && !TEST_BIT (antloc[bb->index], expr->bitmap_index)
4917           && !TEST_BIT (transp[bb->index], expr->bitmap_index))
4918         abort ();
4919
4920       /* Since different machines initialize their parameter registers
4921          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
4922          parameter registers.  */
4923       insn = find_first_parameter_load (insn, bb->head);
4924
4925       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
4926          before the first parameter load.
4927
4928          If we did not find all the parameter loads, then we might have
4929          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
4930          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
4931          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
4932          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
4933       while (GET_CODE (insn) == CODE_LABEL
4934              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
4935         insn = NEXT_INSN (insn);
4936
4937       new_insn = emit_insn_before (pat, insn);
4938     }
4939   else
4940     new_insn = emit_insn_after (pat, insn);
4941
4942   /* Keep block number table up to date.
4943      Note, PAT could be a multiple insn sequence, we have to make
4944      sure that each insn in the sequence is handled.  */
4945   if (GET_CODE (pat) == SEQUENCE)
4946     {
4947       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
4948         {
4949           rtx insn = XVECEXP (pat, 0, i);
4950           if (INSN_P (insn))
4951             add_label_notes (PATTERN (insn), new_insn);
4952
4953           note_stores (PATTERN (insn), record_set_info, insn);
4954         }
4955     }
4956   else
4957     {
4958       add_label_notes (pat, new_insn);
4959
4960       /* Keep register set table up to date.  */
4961       record_one_set (regno, new_insn);
4962     }
4963
4964   gcse_create_count++;
4965
4966   if (gcse_file)
4967     {
4968       fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
4969                bb->index, INSN_UID (new_insn));
4970       fprintf (gcse_file, "copying expression %d to reg %d\n",
4971                expr->bitmap_index, regno);
4972     }
4973 }
4974
4975 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
4976    the expressions fully redundant.  */
4977
4978 static int
4979 pre_edge_insert (edge_list, index_map)
4980      struct edge_list *edge_list;
4981      struct expr **index_map;
4982 {
4983   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
4984   sbitmap *inserted;
4985
4986   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
4987      if it reaches any of the deleted expressions.  */
4988
4989   set_size = pre_insert_map[0]->size;
4990   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
4991   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, n_exprs);
4992   sbitmap_vector_zero (inserted, num_edges);
4993
4994   for (e = 0; e < num_edges; e++)
4995     {
4996       int indx;
4997       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
4998
4999       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
5000         {
5001           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
5002
5003           for (j = indx; insert && j < n_exprs; j++, insert >>= 1)
5004             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
5005               {
5006                 struct expr *expr = index_map[j];
5007                 struct occr *occr;
5008
5009                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
5010                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5011                   {
5012                     if (! occr->deleted_p)
5013                       continue;
5014
5015                     /* Insert this expression on this edge if if it would
5016                        reach the deleted occurrence in BB.  */
5017                     if (!TEST_BIT (inserted[e], j))
5018                       {
5019                         rtx insn;
5020                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
5021
5022                         /* We can't insert anything on an abnormal and
5023                            critical edge, so we insert the insn at the end of
5024                            the previous block. There are several alternatives
5025                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
5026                            handling this situation.  This one is easiest for
5027                            now.  */
5028
5029                         if ((eg->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
5030                           insert_insn_end_bb (index_map[j], bb, 0);
5031                         else
5032                           {
5033                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
5034                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
5035                           }
5036
5037                         if (gcse_file)
5038                           {
5039                             fprintf (gcse_file, "PRE/HOIST: edge (%d,%d), ",
5040                                      bb->index,
5041                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
5042                             fprintf (gcse_file, "copy expression %d\n",
5043                                      expr->bitmap_index);
5044                           }
5045
5046                         update_ld_motion_stores (expr);
5047                         SET_BIT (inserted[e], j);
5048                         did_insert = 1;
5049                         gcse_create_count++;
5050                       }
5051                   }
5052               }
5053         }
5054     }
5055
5056   sbitmap_vector_free (inserted);
5057   return did_insert;
5058 }
5059
5060 /* Copy the result of INSN to REG.  INDX is the expression number.  */
5061
5062 static void
5063 pre_insert_copy_insn (expr, insn)
5064      struct expr *expr;
5065      rtx insn;
5066 {
5067   rtx reg = expr->reaching_reg;
5068   int regno = REGNO (reg);
5069   int indx = expr->bitmap_index;
5070   rtx set = single_set (insn);
5071   rtx new_insn;
5072
5073   if (!set)
5074     abort ();
5075
5076   new_insn = emit_insn_after (gen_move_insn (reg, SET_DEST (set)), insn);
5077
5078   /* Keep register set table up to date.  */
5079   record_one_set (regno, new_insn);
5080
5081   gcse_create_count++;
5082
5083   if (gcse_file)
5084     fprintf (gcse_file,
5085              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
5086               BLOCK_NUM (insn), INSN_UID (new_insn), indx,
5087               INSN_UID (insn), regno);
5088   update_ld_motion_stores (expr);
5089 }
5090
5091 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
5092    to `reaching_reg'.  */
5093
5094 static void
5095 pre_insert_copies ()
5096 {
5097   unsigned int i;
5098   struct expr *expr;
5099   struct occr *occr;
5100   struct occr *avail;
5101
5102   /* For each available expression in the table, copy the result to
5103      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
5104
5105      ??? The current algorithm is rather brute force.
5106      Need to do some profiling.  */
5107
5108   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5109     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5110       {
5111         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
5112            we don't want to insert a copy here because the expression may not
5113            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
5114            deleted.  This test also avoids further processing if the
5115            expression wasn't deleted anywhere.  */
5116         if (expr->reaching_reg == NULL)
5117           continue;
5118
5119         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5120           {
5121             if (! occr->deleted_p)
5122               continue;
5123
5124             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
5125               {
5126                 rtx insn = avail->insn;
5127
5128                 /* No need to handle this one if handled already.  */
5129                 if (avail->copied_p)
5130                   continue;
5131
5132                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
5133                 if (TEST_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn)))
5134                   continue;
5135
5136                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
5137                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn), 
5138                                                expr,
5139                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
5140                   continue;
5141
5142                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
5143                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
5144                 avail->copied_p = 1;
5145               }
5146           }
5147       }
5148 }
5149
5150 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
5151    in INSN.  */
5152 static rtx
5153 gcse_emit_move_after (src, dest, insn)
5154      rtx src, dest, insn;
5155 {
5156   rtx new;
5157   rtx set = single_set (insn);
5158   rtx note;
5159   rtx eqv;
5160
5161   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
5162      we've verified to be valid.  */
5163
5164   new = emit_insn_after (gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src), insn);
5165
5166   /* Note the equivalence for local CSE pass.  */
5167   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
5168     eqv = XEXP (note, 0);
5169   else
5170     eqv = SET_SRC (set);
5171
5172   set_unique_reg_note (new, REG_EQUAL, copy_insn_1 (src));
5173
5174   return new;
5175 }
5176
5177 /* Delete redundant computations.
5178    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
5179    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
5180    (cprop, cse2, flow, combine, regmove) to propagate the copy or eliminate it.
5181
5182    Returns non-zero if a change is made.  */
5183
5184 static int
5185 pre_delete ()
5186 {
5187   unsigned int i;
5188   int changed;
5189   struct expr *expr;
5190   struct occr *occr;
5191
5192   changed = 0;
5193   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5194     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5195       {
5196         int indx = expr->bitmap_index;
5197
5198         /* We only need to search antic_occr since we require
5199            ANTLOC != 0.  */
5200
5201         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
5202           {
5203             rtx insn = occr->insn;
5204             rtx set;
5205             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
5206
5207             if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], indx))
5208               {
5209                 set = single_set (insn);
5210                 if (! set)
5211                   abort ();
5212
5213                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
5214                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
5215                    the mode of the original destination pseudo.  */
5216                 if (expr->reaching_reg == NULL)
5217                   expr->reaching_reg
5218                     = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
5219
5220                 gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
5221                 delete_insn (insn);
5222                 occr->deleted_p = 1;
5223                 SET_BIT (pre_redundant_insns, INSN_CUID (insn));
5224                 changed = 1;
5225                 gcse_subst_count++;
5226
5227                 if (gcse_file)
5228                   {
5229                     fprintf (gcse_file,
5230                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
5231                                INSN_UID (insn), indx);
5232                     fprintf (gcse_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
5233                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
5234                   }
5235               }
5236           }
5237       }
5238
5239   return changed;
5240 }
5241
5242 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
5243    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
5244    has been done.
5245
5246    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
5247    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
5248    Compiler Design and Implementation.
5249
5250    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
5251    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
5252    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
5253    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
5254    through the block.
5255
5256    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
5257    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
5258    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
5259    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
5260    redundancies.  */
5261
5262 static int
5263 pre_gcse ()
5264 {
5265   unsigned int i;
5266   int did_insert, changed;
5267   struct expr **index_map;
5268   struct expr *expr;
5269
5270   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5271      hash table entry.  */
5272
5273   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5274   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5275     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5276       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5277
5278   /* Reset bitmap used to track which insns are redundant.  */
5279   pre_redundant_insns = sbitmap_alloc (max_cuid);
5280   sbitmap_zero (pre_redundant_insns);
5281
5282   /* Delete the redundant insns first so that
5283      - we know what register to use for the new insns and for the other
5284        ones with reaching expressions
5285      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
5286
5287   changed = pre_delete ();
5288
5289   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
5290
5291   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
5292      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
5293   pre_insert_copies ();
5294   if (did_insert)
5295     {
5296       commit_edge_insertions ();
5297       changed = 1;
5298     }
5299
5300   free (index_map);
5301   sbitmap_free (pre_redundant_insns);
5302   return changed;
5303 }
5304
5305 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
5306
5307    Return non-zero if a change was made.  */
5308
5309 static int
5310 one_pre_gcse_pass (pass)
5311      int pass;
5312 {
5313   int changed = 0;
5314
5315   gcse_subst_count = 0;
5316   gcse_create_count = 0;
5317
5318   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
5319   add_noreturn_fake_exit_edges ();
5320   if (flag_gcse_lm)
5321     compute_ld_motion_mems ();
5322
5323   compute_expr_hash_table ();
5324   trim_ld_motion_mems ();
5325   if (gcse_file)
5326     dump_hash_table (gcse_file, "Expression", expr_hash_table,
5327                      expr_hash_table_size, n_exprs);
5328
5329   if (n_exprs > 0)
5330     {
5331       alloc_pre_mem (last_basic_block, n_exprs);
5332       compute_pre_data ();
5333       changed |= pre_gcse ();
5334       free_edge_list (edge_list);
5335       free_pre_mem ();
5336     }
5337
5338   free_ldst_mems ();
5339   remove_fake_edges ();
5340   free_expr_hash_table ();
5341
5342   if (gcse_file)
5343     {
5344       fprintf (gcse_file, "\nPRE GCSE of %s, pass %d: %d bytes needed, ",
5345                current_function_name, pass, bytes_used);
5346       fprintf (gcse_file, "%d substs, %d insns created\n",
5347                gcse_subst_count, gcse_create_count);
5348     }
5349
5350   return changed;
5351 }
5352 \f
5353 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL notes for them to INSN.
5354    If notes are added to an insn which references a CODE_LABEL, the
5355    LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add REG_LABEL notes,
5356    because the following loop optimization pass requires them.  */
5357
5358 /* ??? This is very similar to the loop.c add_label_notes function.  We
5359    could probably share code here.  */
5360
5361 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
5362    then we would not need to do this here, because jump would add the
5363    necessary REG_LABEL notes.  */
5364
5365 static void
5366 add_label_notes (x, insn)
5367      rtx x;
5368      rtx insn;
5369 {
5370   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
5371   int i, j;
5372   const char *fmt;
5373
5374   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
5375     {
5376       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
5377          avoid flow generating (slighly) worse code.
5378
5379          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
5380          mark_jump_label for additional information).  */
5381
5382       REG_NOTES (insn) = gen_rtx_INSN_LIST (REG_LABEL, XEXP (x, 0),
5383                                             REG_NOTES (insn));
5384       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
5385         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
5386       return;
5387     }
5388
5389   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
5390     {
5391       if (fmt[i] == 'e')
5392         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
5393       else if (fmt[i] == 'E')
5394         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
5395           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
5396     }
5397 }
5398
5399 /* Compute transparent outgoing information for each block.
5400
5401    An expression is transparent to an edge unless it is killed by
5402    the edge itself.  This can only happen with abnormal control flow,
5403    when the edge is traversed through a call.  This happens with
5404    non-local labels and exceptions.
5405
5406    This would not be necessary if we split the edge.  While this is
5407    normally impossible for abnormal critical edges, with some effort
5408    it should be possible with exception handling, since we still have
5409    control over which handler should be invoked.  But due to increased
5410    EH table sizes, this may not be worthwhile.  */
5411
5412 static void
5413 compute_transpout ()
5414 {
5415   basic_block bb;
5416   unsigned int i;
5417   struct expr *expr;
5418
5419   sbitmap_vector_ones (transpout, last_basic_block);
5420
5421   FOR_EACH_BB (bb)
5422     {
5423       /* Note that flow inserted a nop a the end of basic blocks that
5424          end in call instructions for reasons other than abnormal
5425          control flow.  */
5426       if (GET_CODE (bb->end) != CALL_INSN)
5427         continue;
5428
5429       for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5430         for (expr = expr_hash_table[i]; expr ; expr = expr->next_same_hash)
5431           if (GET_CODE (expr->expr) == MEM)
5432             {
5433               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
5434                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
5435                 continue;
5436                 
5437               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
5438                  analysis to determine if this mem is actually killed
5439                  by this call.  */
5440               RESET_BIT (transpout[bb->index], expr->bitmap_index);
5441             }
5442     }
5443 }
5444
5445 /* Removal of useless null pointer checks */
5446
5447 /* Called via note_stores.  X is set by SETTER.  If X is a register we must
5448    invalidate nonnull_local and set nonnull_killed.  DATA is really a
5449    `null_pointer_info *'.
5450
5451    We ignore hard registers.  */
5452
5453 static void
5454 invalidate_nonnull_info (x, setter, data)
5455      rtx x;
5456      rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED;
5457      void *data;
5458 {
5459   unsigned int regno;
5460   struct null_pointer_info *npi = (struct null_pointer_info *) data;
5461
5462   while (GET_CODE (x) == SUBREG)
5463     x = SUBREG_REG (x);
5464
5465   /* Ignore anything that is not a register or is a hard register.  */
5466   if (GET_CODE (x) != REG
5467       || REGNO (x) < npi->min_reg
5468       || REGNO (x) >= npi->max_reg)
5469     return;
5470
5471   regno = REGNO (x) - npi->min_reg;
5472
5473   RESET_BIT (npi->nonnull_local[npi->current_block->index], regno);
5474   SET_BIT (npi->nonnull_killed[npi->current_block->index], regno);
5475 }
5476
5477 /* Do null-pointer check elimination for the registers indicated in
5478    NPI.  NONNULL_AVIN and NONNULL_AVOUT are pre-allocated sbitmaps;
5479    they are not our responsibility to free.  */
5480
5481 static void
5482 delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5483                               nonnull_avout, npi)
5484      unsigned int *block_reg;
5485      sbitmap *nonnull_avin;
5486      sbitmap *nonnull_avout;
5487      struct null_pointer_info *npi;
5488 {
5489   basic_block bb, current_block;
5490   sbitmap *nonnull_local = npi->nonnull_local;
5491   sbitmap *nonnull_killed = npi->nonnull_killed;
5492   
5493   /* Compute local properties, nonnull and killed.  A register will have
5494      the nonnull property if at the end of the current block its value is
5495      known to be nonnull.  The killed property indicates that somewhere in
5496      the block any information we had about the register is killed.
5497
5498      Note that a register can have both properties in a single block.  That
5499      indicates that it's killed, then later in the block a new value is
5500      computed.  */
5501   sbitmap_vector_zero (nonnull_local, last_basic_block);
5502   sbitmap_vector_zero (nonnull_killed, last_basic_block);
5503
5504   FOR_EACH_BB (current_block)
5505     {
5506       rtx insn, stop_insn;
5507
5508       /* Set the current block for invalidate_nonnull_info.  */
5509       npi->current_block = current_block;
5510
5511       /* Scan each insn in the basic block looking for memory references and
5512          register sets.  */
5513       stop_insn = NEXT_INSN (current_block->end);
5514       for (insn = current_block->head;
5515            insn != stop_insn;
5516            insn = NEXT_INSN (insn))
5517         {
5518           rtx set;
5519           rtx reg;
5520
5521           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
5522           if (! INSN_P (insn))
5523             continue;
5524
5525           /* Basically ignore anything that is not a simple SET.  We do have
5526              to make sure to invalidate nonnull_local and set nonnull_killed
5527              for such insns though.  */
5528           set = single_set (insn);
5529           if (!set)
5530             {
5531               note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5532               continue;
5533             }
5534
5535           /* See if we've got a usable memory load.  We handle it first
5536              in case it uses its address register as a dest (which kills
5537              the nonnull property).  */
5538           if (GET_CODE (SET_SRC (set)) == MEM
5539               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_SRC (set), 0))) == REG
5540               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5541               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5542             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5543                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5544
5545           /* Now invalidate stuff clobbered by this insn.  */
5546           note_stores (PATTERN (insn), invalidate_nonnull_info, npi);
5547
5548           /* And handle stores, we do these last since any sets in INSN can
5549              not kill the nonnull property if it is derived from a MEM
5550              appearing in a SET_DEST.  */
5551           if (GET_CODE (SET_DEST (set)) == MEM
5552               && GET_CODE ((reg = XEXP (SET_DEST (set), 0))) == REG
5553               && REGNO (reg) >= npi->min_reg
5554               && REGNO (reg) < npi->max_reg)
5555             SET_BIT (nonnull_local[current_block->index],
5556                      REGNO (reg) - npi->min_reg);
5557         }
5558     }
5559
5560   /* Now compute global properties based on the local properties.   This
5561      is a classic global availablity algorithm.  */
5562   compute_available (nonnull_local, nonnull_killed,
5563                      nonnull_avout, nonnull_avin);
5564
5565   /* Now look at each bb and see if it ends with a compare of a value
5566      against zero.  */
5567   FOR_EACH_BB (bb)
5568     {
5569       rtx last_insn = bb->end;
5570       rtx condition, earliest;
5571       int compare_and_branch;
5572
5573       /* Since MIN_REG is always at least FIRST_PSEUDO_REGISTER, and
5574          since BLOCK_REG[BB] is zero if this block did not end with a
5575          comparison against zero, this condition works.  */
5576       if (block_reg[bb->index] < npi->min_reg
5577           || block_reg[bb->index] >= npi->max_reg)
5578         continue;
5579
5580       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5581       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5582
5583       /* If we can't determine the condition then skip.  */
5584       if (! condition)
5585         continue;
5586
5587       /* Is the register known to have a nonzero value?  */
5588       if (!TEST_BIT (nonnull_avout[bb->index], block_reg[bb->index] - npi->min_reg))
5589         continue;
5590
5591       /* Try to compute whether the compare/branch at the loop end is one or
5592          two instructions.  */
5593       if (earliest == last_insn)
5594         compare_and_branch = 1;
5595       else if (earliest == prev_nonnote_insn (last_insn))
5596         compare_and_branch = 2;
5597       else
5598         continue;
5599
5600       /* We know the register in this comparison is nonnull at exit from
5601          this block.  We can optimize this comparison.  */
5602       if (GET_CODE (condition) == NE)
5603         {
5604           rtx new_jump;
5605
5606           new_jump = emit_jump_insn_after (gen_jump (JUMP_LABEL (last_insn)),
5607                                            last_insn);
5608           JUMP_LABEL (new_jump) = JUMP_LABEL (last_insn);
5609           LABEL_NUSES (JUMP_LABEL (new_jump))++;
5610           emit_barrier_after (new_jump);
5611         }
5612
5613       delete_insn (last_insn);
5614       if (compare_and_branch == 2)
5615         delete_insn (earliest);
5616       purge_dead_edges (bb);
5617
5618       /* Don't check this block again.  (Note that BLOCK_END is
5619          invalid here; we deleted the last instruction in the 
5620          block.)  */
5621       block_reg[bb->index] = 0;
5622     }
5623 }
5624
5625 /* Find EQ/NE comparisons against zero which can be (indirectly) evaluated
5626    at compile time.
5627
5628    This is conceptually similar to global constant/copy propagation and
5629    classic global CSE (it even uses the same dataflow equations as cprop).
5630
5631    If a register is used as memory address with the form (mem (reg)), then we
5632    know that REG can not be zero at that point in the program.  Any instruction
5633    which sets REG "kills" this property.
5634
5635    So, if every path leading to a conditional branch has an available memory
5636    reference of that form, then we know the register can not have the value
5637    zero at the conditional branch.  
5638
5639    So we merely need to compute the local properies and propagate that data
5640    around the cfg, then optimize where possible.
5641
5642    We run this pass two times.  Once before CSE, then again after CSE.  This
5643    has proven to be the most profitable approach.  It is rare for new
5644    optimization opportunities of this nature to appear after the first CSE
5645    pass.
5646
5647    This could probably be integrated with global cprop with a little work.  */
5648
5649 void
5650 delete_null_pointer_checks (f)
5651      rtx f ATTRIBUTE_UNUSED;
5652 {
5653   sbitmap *nonnull_avin, *nonnull_avout;
5654   unsigned int *block_reg;
5655   basic_block bb;
5656   int reg;
5657   int regs_per_pass;
5658   int max_reg;
5659   struct null_pointer_info npi;
5660
5661   /* If we have only a single block, then there's nothing to do.  */
5662   if (n_basic_blocks <= 1)
5663     return;
5664
5665   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
5666      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
5667      particularly useful.
5668
5669      In normal circumstances a cfg should have about twice as many edges
5670      as blocks.  But we do not want to punish small functions which have
5671      a couple switch statements.  So we require a relatively large number
5672      of basic blocks and the ratio of edges to blocks to be high.  */
5673   if (n_basic_blocks > 1000 && n_edges / n_basic_blocks >= 20)
5674     return;
5675
5676   /* We need four bitmaps, each with a bit for each register in each
5677      basic block.  */
5678   max_reg = max_reg_num ();
5679   regs_per_pass = get_bitmap_width (4, last_basic_block, max_reg);
5680
5681   /* Allocate bitmaps to hold local and global properties.  */
5682   npi.nonnull_local = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5683   npi.nonnull_killed = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5684   nonnull_avin = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5685   nonnull_avout = sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, regs_per_pass);
5686
5687   /* Go through the basic blocks, seeing whether or not each block
5688      ends with a conditional branch whose condition is a comparison
5689      against zero.  Record the register compared in BLOCK_REG.  */
5690   block_reg = (unsigned int *) xcalloc (last_basic_block, sizeof (int));
5691   FOR_EACH_BB (bb)
5692     {
5693       rtx last_insn = bb->end;
5694       rtx condition, earliest, reg;
5695
5696       /* We only want conditional branches.  */
5697       if (GET_CODE (last_insn) != JUMP_INSN
5698           || !any_condjump_p (last_insn)
5699           || !onlyjump_p (last_insn))
5700         continue;
5701
5702       /* LAST_INSN is a conditional jump.  Get its condition.  */
5703       condition = get_condition (last_insn, &earliest);
5704
5705       /* If we were unable to get the condition, or it is not an equality
5706          comparison against zero then there's nothing we can do.  */
5707       if (!condition
5708           || (GET_CODE (condition) != NE && GET_CODE (condition) != EQ)
5709           || GET_CODE (XEXP (condition, 1)) != CONST_INT
5710           || (XEXP (condition, 1) 
5711               != CONST0_RTX (GET_MODE (XEXP (condition, 0)))))
5712         continue;
5713
5714       /* We must be checking a register against zero.  */
5715       reg = XEXP (condition, 0);
5716       if (GET_CODE (reg) != REG)
5717         continue;
5718
5719       block_reg[bb->index] = REGNO (reg);
5720     }
5721
5722   /* Go through the algorithm for each block of registers.  */
5723   for (reg = FIRST_PSEUDO_REGISTER; reg < max_reg; reg += regs_per_pass)
5724     {
5725       npi.min_reg = reg;
5726       npi.max_reg = MIN (reg + regs_per_pass, max_reg);
5727       delete_null_pointer_checks_1 (block_reg, nonnull_avin,
5728                                     nonnull_avout, &npi);
5729     }
5730
5731   /* Free the table of registers compared at the end of every block.  */
5732   free (block_reg);
5733
5734   /* Free bitmaps.  */
5735   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_local);
5736   sbitmap_vector_free (npi.nonnull_killed);
5737   sbitmap_vector_free (nonnull_avin);
5738   sbitmap_vector_free (nonnull_avout);
5739 }
5740
5741 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
5742
5743 /* Very busy expressions.  */
5744 static sbitmap *hoist_vbein;
5745 static sbitmap *hoist_vbeout;
5746
5747 /* Hoistable expressions.  */
5748 static sbitmap *hoist_exprs;
5749
5750 /* Dominator bitmaps.  */
5751 static sbitmap *dominators;
5752
5753 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
5754    reverse to to perform tail merging, doing so would probably be
5755    more effective than the tail merging code in jump.c.
5756
5757    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
5758    code hoisting.  It would be nice.  */
5759
5760 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
5761
5762 static void
5763 alloc_code_hoist_mem (n_blocks, n_exprs)
5764      int n_blocks, n_exprs;
5765 {
5766   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5767   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5768   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5769
5770   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5771   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5772   hoist_exprs = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5773   transpout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
5774
5775   dominators = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_blocks);
5776 }
5777
5778 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
5779
5780 static void
5781 free_code_hoist_mem ()
5782 {
5783   sbitmap_vector_free (antloc);
5784   sbitmap_vector_free (transp);
5785   sbitmap_vector_free (comp);
5786
5787   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
5788   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
5789   sbitmap_vector_free (hoist_exprs);
5790   sbitmap_vector_free (transpout);
5791
5792   sbitmap_vector_free (dominators);
5793 }
5794
5795 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
5796
5797    An expression is very busy if all paths from a given point
5798    compute the expression.  */
5799
5800 static void
5801 compute_code_hoist_vbeinout ()
5802 {
5803   int changed, passes;
5804   basic_block bb;
5805
5806   sbitmap_vector_zero (hoist_vbeout, last_basic_block);
5807   sbitmap_vector_zero (hoist_vbein, last_basic_block);
5808
5809   passes = 0;
5810   changed = 1;
5811
5812   while (changed)
5813     {
5814       changed = 0;
5815
5816       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
5817          the convergence.  */
5818       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
5819         {
5820           changed |= sbitmap_a_or_b_and_c_cg (hoist_vbein[bb->index], antloc[bb->index],
5821                                               hoist_vbeout[bb->index], transp[bb->index]);
5822           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR)
5823             sbitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index], hoist_vbein, bb->index);
5824         }
5825
5826       passes++;
5827     }
5828
5829   if (gcse_file)
5830     fprintf (gcse_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
5831 }
5832
5833 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
5834
5835 static void
5836 compute_code_hoist_data ()
5837 {
5838   compute_local_properties (transp, comp, antloc, 0);
5839   compute_transpout ();
5840   compute_code_hoist_vbeinout ();
5841   calculate_dominance_info (NULL, dominators, CDI_DOMINATORS);
5842   if (gcse_file)
5843     fprintf (gcse_file, "\n");
5844 }
5845
5846 /* Determine if the expression identified by EXPR_INDEX would
5847    reach BB unimpared if it was placed at the end of EXPR_BB.
5848
5849    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
5850    to me that the expression must either be computed or transparent in
5851    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
5852    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
5853    the expression wasn't a loop invariant.
5854
5855    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
5856    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
5857    paths.  */
5858
5859 static int
5860 hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index, bb, visited)
5861      basic_block expr_bb;
5862      int expr_index;
5863      basic_block bb;
5864      char *visited;
5865 {
5866   edge pred;
5867   int visited_allocated_locally = 0;
5868   
5869
5870   if (visited == NULL)
5871     {
5872       visited_allocated_locally = 1;
5873       visited = xcalloc (last_basic_block, 1);
5874     }
5875
5876   for (pred = bb->pred; pred != NULL; pred = pred->pred_next)
5877     {
5878       basic_block pred_bb = pred->src;
5879
5880       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR)
5881         break;
5882       else if (visited[pred_bb->index])
5883         continue;
5884
5885       /* Does this predecessor generate this expression?  */
5886       else if (TEST_BIT (comp[pred_bb->index], expr_index))
5887         break;
5888       else if (! TEST_BIT (transp[pred_bb->index], expr_index))
5889         break;
5890
5891       /* Not killed.  */
5892       else
5893         {
5894           visited[pred_bb->index] = 1;
5895           if (! hoist_expr_reaches_here_p (expr_bb, expr_index,
5896                                            pred_bb, visited))
5897             break;
5898         }
5899     }
5900   if (visited_allocated_locally) 
5901     free (visited);
5902
5903   return (pred == NULL);
5904 }
5905 \f
5906 /* Actually perform code hoisting.  */
5907
5908 static void
5909 hoist_code ()
5910 {
5911   basic_block bb, dominated;
5912   unsigned int i;
5913   struct expr **index_map;
5914   struct expr *expr;
5915
5916   sbitmap_vector_zero (hoist_exprs, last_basic_block);
5917
5918   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
5919      hash table entry.  */
5920
5921   index_map = (struct expr **) xcalloc (n_exprs, sizeof (struct expr *));
5922   for (i = 0; i < expr_hash_table_size; i++)
5923     for (expr = expr_hash_table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
5924       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
5925
5926   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
5927      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
5928   FOR_EACH_BB (bb)
5929     {
5930       int found = 0;
5931       int insn_inserted_p;
5932
5933       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
5934          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
5935       for (i = 0; i < hoist_vbeout[bb->index]->n_bits; i++)
5936         {
5937           int hoistable = 0;
5938
5939           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i) && TEST_BIT (transpout[bb->index], i))
5940             {
5941               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5942                  we look at every block BB dominates to see if it
5943                  computes the expression.  */
5944               FOR_EACH_BB (dominated)
5945                 {
5946                   /* Ignore self dominance.  */
5947                   if (bb == dominated
5948                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated->index], bb->index))
5949                     continue;
5950
5951                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
5952                      the busy expression and whether or not moving that
5953                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
5954                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
5955                     continue;
5956
5957                   /* Note if the expression would reach the dominated block
5958                      unimpared if it was placed at the end of BB. 
5959
5960                      Keep track of how many times this expression is hoistable
5961                      from a dominated block into BB.  */
5962                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
5963                     hoistable++;
5964                 }
5965
5966               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
5967                  expression, then note it in the bitmap of expressions to
5968                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
5969                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
5970                  allocation.  One could increase this value to try harder
5971                  to avoid any possible code expansion due to register
5972                  allocation issues; however experiments have shown that
5973                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
5974                  from two successors, so raising this threshhold is likely
5975                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
5976               if (hoistable > 1)
5977                 {
5978                   SET_BIT (hoist_exprs[bb->index], i);
5979                   found = 1;
5980                 }
5981             }
5982         }
5983                 
5984       /* If we found nothing to hoist, then quit now.  */
5985       if (! found)
5986         continue;
5987
5988       /* Loop over all the hoistable expressions.  */
5989       for (i = 0; i < hoist_exprs[bb->index]->n_bits; i++)
5990         {
5991           /* We want to insert the expression into BB only once, so
5992              note when we've inserted it.  */
5993           insn_inserted_p = 0;
5994
5995           /* These tests should be the same as the tests above.  */
5996           if (TEST_BIT (hoist_vbeout[bb->index], i))
5997             {
5998               /* We've found a potentially hoistable expression, now
5999                  we look at every block BB dominates to see if it
6000                  computes the expression.  */
6001               FOR_EACH_BB (dominated)
6002                 {
6003                   /* Ignore self dominance.  */
6004                   if (bb == dominated
6005                       || ! TEST_BIT (dominators[dominated->index], bb->index))
6006                     continue;
6007
6008                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
6009                      the busy expression and whether or not moving that
6010                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
6011                   if (!TEST_BIT (antloc[dominated->index], i))
6012                     continue;
6013
6014                   /* The expression is computed in the dominated block and
6015                      it would be safe to compute it at the start of the
6016                      dominated block.  Now we have to determine if the
6017                      expression would reach the dominated block if it was
6018                      placed at the end of BB.  */
6019                   if (hoist_expr_reaches_here_p (bb, i, dominated, NULL))
6020                     {
6021                       struct expr *expr = index_map[i];
6022                       struct occr *occr = expr->antic_occr;
6023                       rtx insn;
6024                       rtx set;
6025
6026                       /* Find the right occurrence of this expression.  */
6027                       while (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != dominated && occr)
6028                         occr = occr->next;
6029
6030                       /* Should never happen.  */
6031                       if (!occr)
6032                         abort ();
6033
6034                       insn = occr->insn;
6035                  
6036                       set = single_set (insn);
6037                       if (! set)
6038                         abort ();
6039
6040                       /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
6041                          expressions into.  Get the mode for the new pseudo
6042                          from the mode of the original destination pseudo.  */
6043                       if (expr->reaching_reg == NULL)
6044                         expr->reaching_reg
6045                           = gen_reg_rtx (GET_MODE (SET_DEST (set)));
6046
6047                       gcse_emit_move_after (expr->reaching_reg, SET_DEST (set), insn);
6048                       delete_insn (insn);
6049                       occr->deleted_p = 1;
6050                       if (!insn_inserted_p)
6051                         {
6052                           insert_insn_end_bb (index_map[i], bb, 0);
6053                           insn_inserted_p = 1;
6054                         }
6055                     }
6056                 }
6057             }
6058         }
6059     }
6060
6061   free (index_map);
6062 }
6063
6064 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
6065
6066    Return non-zero if a change was made.  */
6067
6068 static int
6069 one_code_hoisting_pass ()
6070 {
6071   int changed = 0;
6072
6073   alloc_expr_hash_table (max_cuid);
6074   compute_expr_hash_table ();
6075   if (gcse_file)
6076     dump_hash_table (gcse_file, "Code Hosting Expressions", expr_hash_table,
6077                      expr_hash_table_size, n_exprs);
6078
6079   if (n_exprs > 0)
6080     {
6081       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, n_exprs);
6082       compute_code_hoist_data ();
6083       hoist_code ();
6084       free_code_hoist_mem ();
6085     }
6086
6087   free_expr_hash_table ();
6088
6089   return changed;
6090 }
6091 \f
6092 /*  Here we provide the things required to do store motion towards
6093     the exit. In order for this to be effective, gcse also needed to
6094     be taught how to move a load when it is kill only by a store to itself.
6095
6096             int i;
6097             float a[10];
6098
6099             void foo(float scale)
6100             {
6101               for (i=0; i<10; i++)
6102                 a[i] *= scale;
6103             }
6104
6105     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
6106     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom 
6107     of the loop. 
6108
6109       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is 
6110     an enhancement to gcse which when using edge based lcm, recognizes
6111     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
6112
6113       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
6114     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
6115     in the loop.  */
6116
6117 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
6118    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
6119
6120 static struct ls_expr *
6121 ldst_entry (x)
6122      rtx x;
6123 {
6124   struct ls_expr * ptr;
6125
6126   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6127     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x))
6128       break;
6129
6130   if (!ptr)
6131     {
6132       ptr = (struct ls_expr *) xmalloc (sizeof (struct ls_expr));
6133
6134       ptr->next         = pre_ldst_mems;
6135       ptr->expr         = NULL;
6136       ptr->pattern      = x;
6137       ptr->loads        = NULL_RTX;
6138       ptr->stores       = NULL_RTX;
6139       ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
6140       ptr->invalid      = 0;
6141       ptr->index        = 0;
6142       ptr->hash_index   = 0;
6143       pre_ldst_mems     = ptr;
6144     }
6145   
6146   return ptr;
6147 }
6148
6149 /* Free up an individual ldst entry.  */
6150
6151 static void 
6152 free_ldst_entry (ptr)
6153      struct ls_expr * ptr;
6154 {
6155   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
6156   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
6157
6158   free (ptr);
6159 }
6160
6161 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
6162
6163 static void
6164 free_ldst_mems ()
6165 {
6166   while (pre_ldst_mems) 
6167     {
6168       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
6169
6170       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6171
6172       free_ldst_entry (tmp);
6173     }
6174
6175   pre_ldst_mems = NULL;
6176 }
6177
6178 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
6179
6180 static void
6181 print_ldst_list (file)
6182      FILE * file;
6183 {
6184   struct ls_expr * ptr;
6185
6186   fprintf (file, "LDST list: \n");
6187
6188   for (ptr = first_ls_expr(); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6189     {
6190       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
6191
6192       print_rtl (file, ptr->pattern);
6193
6194       fprintf (file, "\n         Loads : ");
6195
6196       if (ptr->loads)
6197         print_rtl (file, ptr->loads);
6198       else
6199         fprintf (file, "(nil)");
6200
6201       fprintf (file, "\n        Stores : ");
6202
6203       if (ptr->stores)
6204         print_rtl (file, ptr->stores);
6205       else
6206         fprintf (file, "(nil)");
6207
6208       fprintf (file, "\n\n");
6209     }
6210
6211   fprintf (file, "\n");
6212 }
6213
6214 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
6215
6216 static struct ls_expr *
6217 find_rtx_in_ldst (x)
6218      rtx x;
6219 {
6220   struct ls_expr * ptr;
6221   
6222   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6223     if (expr_equiv_p (ptr->pattern, x) && ! ptr->invalid)
6224       return ptr;
6225
6226   return NULL;
6227 }
6228
6229 /* Assign each element of the list of mems a monotonically increasing value.  */
6230
6231 static int
6232 enumerate_ldsts ()
6233 {
6234   struct ls_expr * ptr;
6235   int n = 0;
6236
6237   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
6238     ptr->index = n++;
6239
6240   return n;
6241 }
6242
6243 /* Return first item in the list.  */
6244
6245 static inline struct ls_expr *
6246 first_ls_expr ()
6247 {
6248   return pre_ldst_mems;
6249 }
6250
6251 /* Return the next item in ther list after the specified one.  */
6252
6253 static inline struct ls_expr *
6254 next_ls_expr (ptr)
6255      struct ls_expr * ptr;
6256 {
6257   return ptr->next;
6258 }
6259 \f
6260 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
6261
6262 /* Return true if x is a simple MEM operation, with no registers or
6263    side effects. These are the types of loads we consider for the
6264    ld_motion list, otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
6265
6266 static int 
6267 simple_mem (x)
6268      rtx x;
6269 {
6270   if (GET_CODE (x) != MEM)
6271     return 0;
6272   
6273   if (MEM_VOLATILE_P (x))
6274     return 0;
6275   
6276   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
6277     return 0;
6278
6279   if (!rtx_varies_p (XEXP (x, 0), 0))
6280     return 1;
6281   
6282   return 0;
6283 }
6284
6285 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.  
6286    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable 
6287    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL 
6288    loads since the aliasing code will allow all entries in the
6289    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
6290    the wrong value since gcse might common it and we won't know to 
6291    fix it up.  */
6292
6293 static void
6294 invalidate_any_buried_refs (x)
6295      rtx x;
6296 {
6297   const char * fmt;
6298   int i, j;
6299   struct ls_expr * ptr;
6300
6301   /* Invalidate it in the list.  */
6302   if (GET_CODE (x) == MEM && simple_mem (x))
6303     {
6304       ptr = ldst_entry (x);
6305       ptr->invalid = 1;
6306     }
6307
6308   /* Recursively process the insn.  */
6309   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6310   
6311   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
6312     {
6313       if (fmt[i] == 'e')
6314         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
6315       else if (fmt[i] == 'E')
6316         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6317           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
6318     }
6319 }
6320
6321 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES. Simple
6322    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no
6323    side effects and no registers in the expression. If there are any 
6324    uses/defs which don't match this criteria, it is invalidated and
6325    trimmed out later.  */
6326
6327 static void 
6328 compute_ld_motion_mems ()
6329 {
6330   struct ls_expr * ptr;
6331   basic_block bb;
6332   rtx insn;
6333   
6334   pre_ldst_mems = NULL;
6335
6336   FOR_EACH_BB (bb)
6337     {
6338       for (insn = bb->head;
6339            insn && insn != NEXT_INSN (bb->end);
6340            insn = NEXT_INSN (insn))
6341         {
6342           if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) == 'i')
6343             {
6344               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6345                 {
6346                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
6347                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
6348
6349                   /* Check for a simple LOAD...  */
6350                   if (GET_CODE (src) == MEM && simple_mem (src))
6351                     {
6352                       ptr = ldst_entry (src);
6353                       if (GET_CODE (dest) == REG)
6354                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
6355                       else
6356                         ptr->invalid = 1;
6357                     }
6358                   else
6359                     {
6360                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
6361                       invalidate_any_buried_refs (src);
6362                     }
6363                   
6364                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
6365                      will block any movement we might do later. We only care
6366                      about this exact pattern since those are the only
6367                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
6368                   if (GET_CODE (dest) == MEM && simple_mem (dest))
6369                     {
6370                       ptr = ldst_entry (dest);
6371                       
6372                       if (GET_CODE (src) != MEM
6373                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS)
6374                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6375                       else
6376                         ptr->invalid = 1;
6377                     }
6378                 }
6379               else
6380                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
6381             }
6382         }
6383     }
6384 }
6385
6386 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the 
6387    expression list for pre gcse.  */
6388
6389 static void
6390 trim_ld_motion_mems ()
6391 {
6392   struct ls_expr * last = NULL;
6393   struct ls_expr * ptr = first_ls_expr ();
6394
6395   while (ptr != NULL)
6396     {
6397       int del = ptr->invalid;
6398       struct expr * expr = NULL;
6399       
6400       /* Delete if entry has been made invalid.  */
6401       if (!del) 
6402         {
6403           unsigned int i;
6404           
6405           del = 1;
6406           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
6407           for (i = 0; i < expr_hash_table_size && del; i++)
6408             {
6409               for (expr = expr_hash_table[i]; 
6410                    expr != NULL; 
6411                    expr = expr->next_same_hash)
6412                 if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
6413                   {
6414                     del = 0;
6415                     break;
6416                   }
6417             }
6418         }
6419       
6420       if (del)
6421         {
6422           if (last != NULL)
6423             {
6424               last->next = ptr->next;
6425               free_ldst_entry (ptr);
6426               ptr = last->next;
6427             }
6428           else
6429             {
6430               pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
6431               free_ldst_entry (ptr);
6432               ptr = pre_ldst_mems;
6433             }
6434         }
6435       else
6436         {
6437           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
6438           last = ptr;
6439           ptr->expr = expr;
6440           ptr = ptr->next;
6441         }
6442     }
6443
6444   /* Show the world what we've found.  */
6445   if (gcse_file && pre_ldst_mems != NULL)
6446     print_ldst_list (gcse_file);
6447 }
6448
6449 /* This routine will take an expression which we are replacing with
6450    a reaching register, and update any stores that are needed if
6451    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
6452    copying their SRC to the reaching register, and then storeing
6453    the reaching register into the store location. These keeps the
6454    correct value in the reaching register for the loads.  */
6455
6456 static void
6457 update_ld_motion_stores (expr)
6458      struct expr * expr;
6459 {
6460   struct ls_expr * mem_ptr;
6461
6462   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
6463     {
6464       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't 
6465          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be 
6466          dead and should be eliminated later.  */
6467
6468       /* We replace  SET mem = expr   with
6469            SET reg = expr
6470            SET mem = reg , where reg is the 
6471            reaching reg used in the load.  */
6472       rtx list = mem_ptr->stores;
6473       
6474       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
6475         {
6476           rtx insn = XEXP (list, 0);
6477           rtx pat = PATTERN (insn);
6478           rtx src = SET_SRC (pat);
6479           rtx reg = expr->reaching_reg;
6480           rtx copy, new;
6481
6482           /* If we've already copied it, continue.  */
6483           if (expr->reaching_reg == src)
6484             continue;
6485           
6486           if (gcse_file)
6487             {
6488               fprintf (gcse_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
6489               print_rtl (gcse_file, expr->reaching_reg);
6490               fprintf (gcse_file, ":\n  ");
6491               print_inline_rtx (gcse_file, insn, 8);
6492               fprintf (gcse_file, "\n");
6493             }
6494           
6495           copy = gen_move_insn ( reg, SET_SRC (pat));
6496           new = emit_insn_before (copy, insn);
6497           record_one_set (REGNO (reg), new);
6498           SET_SRC (pat) = reg;
6499
6500           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
6501           INSN_CODE (insn) = -1;
6502           gcse_create_count++;
6503         }
6504     }
6505 }
6506 \f
6507 /* Store motion code.  */
6508
6509 /* This is used to communicate the target bitvector we want to use in the 
6510    reg_set_info routine when called via the note_stores mechanism.  */
6511 static sbitmap * regvec;
6512
6513 /* Used in computing the reverse edge graph bit vectors.  */
6514 static sbitmap * st_antloc;
6515
6516 /* Global holding the number of store expressions we are dealing with.  */
6517 static int num_stores;
6518
6519 /* Checks to set if we need to mark a register set. Called from note_stores.  */
6520
6521 static void
6522 reg_set_info (dest, setter, data)
6523      rtx dest, setter ATTRIBUTE_UNUSED;
6524      void * data ATTRIBUTE_UNUSED;
6525 {
6526   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
6527     dest = SUBREG_REG (dest);
6528
6529   if (GET_CODE (dest) == REG)
6530     SET_BIT (*regvec, REGNO (dest));
6531 }
6532
6533 /* Return non-zero if the register operands of expression X are killed 
6534    anywhere in basic block BB.  */
6535
6536 static int
6537 store_ops_ok (x, bb)
6538      rtx x;
6539      basic_block bb;
6540 {
6541   int i;
6542   enum rtx_code code;
6543   const char * fmt;
6544
6545   /* Repeat is used to turn tail-recursion into iteration.  */
6546  repeat:
6547
6548   if (x == 0)
6549     return 1;
6550
6551   code = GET_CODE (x);
6552   switch (code)
6553     {
6554     case REG:
6555         /* If a reg has changed after us in this
6556            block, the operand has been killed.  */
6557         return TEST_BIT (reg_set_in_block[bb->index], REGNO (x));
6558
6559     case MEM:
6560       x = XEXP (x, 0);
6561       goto repeat;
6562
6563     case PRE_DEC:
6564     case PRE_INC:
6565     case POST_DEC:
6566     case POST_INC:
6567       return 0;
6568
6569     case PC:
6570     case CC0: /*FIXME*/
6571     case CONST:
6572     case CONST_INT:
6573     case CONST_DOUBLE:
6574     case CONST_VECTOR:
6575     case SYMBOL_REF:
6576     case LABEL_REF:
6577     case ADDR_VEC:
6578     case ADDR_DIFF_VEC:
6579       return 1;
6580
6581     default:
6582       break;
6583     }
6584
6585   i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1;
6586   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
6587   
6588   for (; i >= 0; i--)
6589     {
6590       if (fmt[i] == 'e')
6591         {
6592           rtx tem = XEXP (x, i);
6593
6594           /* If we are about to do the last recursive call
6595              needed at this level, change it into iteration.
6596              This function is called enough to be worth it.  */
6597           if (i == 0)
6598             {
6599               x = tem;
6600               goto repeat;
6601             }
6602           
6603           if (! store_ops_ok (tem, bb))
6604             return 0;
6605         }
6606       else if (fmt[i] == 'E')
6607         {
6608           int j;
6609           
6610           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
6611             {
6612               if (! store_ops_ok (XVECEXP (x, i, j), bb))
6613                 return 0;
6614             }
6615         }
6616     }
6617
6618   return 1;
6619 }
6620
6621 /* Determine whether insn is MEM store pattern that we will consider moving.  */
6622
6623 static void
6624 find_moveable_store (insn)
6625      rtx insn;
6626 {
6627   struct ls_expr * ptr;
6628   rtx dest = PATTERN (insn);
6629
6630   if (GET_CODE (dest) != SET
6631       || GET_CODE (SET_SRC (dest)) == ASM_OPERANDS)
6632     return;
6633
6634   dest = SET_DEST (dest);
6635   
6636   if (GET_CODE (dest) != MEM || MEM_VOLATILE_P (dest)
6637       || GET_MODE (dest) == BLKmode)
6638     return;
6639
6640   if (GET_CODE (XEXP (dest, 0)) != SYMBOL_REF)
6641       return;
6642
6643   if (rtx_varies_p (XEXP (dest, 0), 0))
6644     return;
6645
6646   ptr = ldst_entry (dest);
6647   ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
6648 }
6649
6650 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
6651    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
6652
6653 static int
6654 compute_store_table ()
6655 {
6656   int ret;
6657   basic_block bb;
6658   unsigned regno;
6659   rtx insn, pat;
6660
6661   max_gcse_regno = max_reg_num ();
6662
6663   reg_set_in_block = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block,
6664                                                        max_gcse_regno);
6665   sbitmap_vector_zero (reg_set_in_block, last_basic_block);
6666   pre_ldst_mems = 0;
6667
6668   /* Find all the stores we care about.  */
6669   FOR_EACH_BB (bb)
6670     {
6671       regvec = & (reg_set_in_block[bb->index]);
6672       for (insn = bb->end;
6673            insn && insn != PREV_INSN (bb->end);
6674            insn = PREV_INSN (insn))
6675         {
6676           /* Ignore anything that is not a normal insn.  */
6677           if (! INSN_P (insn))
6678             continue;
6679
6680           if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6681             {
6682               bool clobbers_all = false;
6683 #ifdef NON_SAVING_SETJMP 
6684               if (NON_SAVING_SETJMP
6685                   && find_reg_note (insn, REG_SETJMP, NULL_RTX))
6686                 clobbers_all = true;
6687 #endif
6688
6689               for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
6690                 if (clobbers_all
6691                     || TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
6692                   SET_BIT (reg_set_in_block[bb->index], regno);
6693             }
6694           
6695           pat = PATTERN (insn);
6696           note_stores (pat, reg_set_info, NULL);
6697           
6698           /* Now that we've marked regs, look for stores.  */
6699           if (GET_CODE (pat) == SET)
6700             find_moveable_store (insn);
6701         }
6702     }
6703
6704   ret = enumerate_ldsts ();
6705   
6706   if (gcse_file)
6707     {
6708       fprintf (gcse_file, "Store Motion Expressions.\n");
6709       print_ldst_list (gcse_file);
6710     }
6711   
6712   return ret;
6713 }
6714
6715 /* Check to see if the load X is aliased with STORE_PATTERN.  */
6716
6717 static int
6718 load_kills_store (x, store_pattern)
6719      rtx x, store_pattern;
6720 {
6721   if (true_dependence (x, GET_MODE (x), store_pattern, rtx_addr_varies_p))
6722     return 1;
6723   return 0;
6724 }
6725
6726 /* Go through the entire insn X, looking for any loads which might alias 
6727    STORE_PATTERN.  Return 1 if found.  */
6728
6729 static int
6730 find_loads (x, store_pattern)
6731      rtx x, store_pattern;
6732 {
6733   const char * fmt;
6734   int i, j;
6735   int ret = 0;
6736
6737   if (!x)
6738     return 0;
6739
6740   if (GET_CODE (x) == SET) 
6741     x = SET_SRC (x);
6742
6743   if (GET_CODE (x) == MEM)
6744     {
6745       if (load_kills_store (x, store_pattern))
6746         return 1;
6747     }
6748
6749   /* Recursively process the insn.  */
6750   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
6751   
6752   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0 && !ret; i--)
6753     {
6754       if (fmt[i] == 'e')
6755         ret |= find_loads (XEXP (x, i), store_pattern);
6756       else if (fmt[i] == 'E')
6757         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
6758           ret |= find_loads (XVECEXP (x, i, j), store_pattern);
6759     }
6760   return ret;
6761 }
6762
6763 /* Check if INSN kills the store pattern X (is aliased with it).  
6764    Return 1 if it it does.  */
6765
6766 static int 
6767 store_killed_in_insn (x, insn)
6768      rtx x, insn;
6769 {
6770   if (GET_RTX_CLASS (GET_CODE (insn)) != 'i')
6771     return 0;
6772   
6773   if (GET_CODE (insn) == CALL_INSN)
6774     {
6775       /* A normal or pure call might read from pattern,
6776          but a const call will not.  */
6777       return ! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn) || pure_call_p (insn);
6778     }
6779   
6780   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
6781     {
6782       rtx pat = PATTERN (insn);
6783       /* Check for memory stores to aliased objects.  */
6784       if (GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM && !expr_equiv_p (SET_DEST (pat), x))
6785         /* pretend its a load and check for aliasing.  */
6786         if (find_loads (SET_DEST (pat), x))
6787           return 1;
6788       return find_loads (SET_SRC (pat), x);
6789     }
6790   else
6791     return find_loads (PATTERN (insn), x);
6792 }
6793
6794 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or after INSN
6795    within basic block BB.  */
6796
6797 static int 
6798 store_killed_after (x, insn, bb)
6799      rtx x, insn;
6800      basic_block bb;
6801 {
6802   rtx last = bb->end;
6803    
6804   if (insn == last)
6805     return 0;
6806
6807   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6808      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll 
6809      decide we can't move it, regardless of whether it changed above 
6810      or below the store. This could be improved by checking the register
6811      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6812   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6813     return 1;
6814
6815   for ( ; insn && insn != NEXT_INSN (last); insn = NEXT_INSN (insn))
6816     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6817       return 1;
6818    
6819   return 0;
6820 }
6821
6822 /* Returns 1 if the expression X is loaded or clobbered on or before INSN
6823    within basic block BB.  */
6824 static int 
6825 store_killed_before (x, insn, bb)
6826      rtx x, insn;
6827      basic_block bb;
6828 {
6829   rtx first = bb->head;
6830
6831   if (insn == first)
6832     return store_killed_in_insn (x, insn);
6833    
6834   /* Check if the register operands of the store are OK in this block.
6835      Note that if registers are changed ANYWHERE in the block, we'll 
6836      decide we can't move it, regardless of whether it changed above 
6837      or below the store. This could be improved by checking the register
6838      operands while lookinng for aliasing in each insn.  */
6839   if (!store_ops_ok (XEXP (x, 0), bb))
6840     return 1;
6841
6842   for ( ; insn && insn != PREV_INSN (first); insn = PREV_INSN (insn))
6843     if (store_killed_in_insn (x, insn))
6844       return 1;
6845    
6846   return 0;
6847 }
6848
6849 #define ANTIC_STORE_LIST(x)     ((x)->loads)
6850 #define AVAIL_STORE_LIST(x)     ((x)->stores)
6851
6852 /* Given the table of available store insns at the end of blocks,
6853    determine which ones are not killed by aliasing, and generate
6854    the appropriate vectors for gen and killed.  */
6855 static void
6856 build_store_vectors () 
6857 {
6858   basic_block bb, b;
6859   rtx insn, st;
6860   struct ls_expr * ptr;
6861
6862   /* Build the gen_vector. This is any store in the table which is not killed
6863      by aliasing later in its block.  */
6864   ae_gen = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6865   sbitmap_vector_zero (ae_gen, last_basic_block);
6866
6867   st_antloc = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6868   sbitmap_vector_zero (st_antloc, last_basic_block);
6869
6870   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6871     { 
6872       /* Put all the stores into either the antic list, or the avail list,
6873          or both.  */
6874       rtx store_list = ptr->stores;
6875       ptr->stores = NULL_RTX;
6876
6877       for (st = store_list; st != NULL; st = XEXP (st, 1))
6878         {
6879           insn = XEXP (st, 0);
6880           bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
6881           
6882           if (!store_killed_after (ptr->pattern, insn, bb))
6883             {
6884               /* If we've already seen an availale expression in this block,
6885                  we can delete the one we saw already (It occurs earlier in
6886                  the block), and replace it with this one). We'll copy the
6887                  old SRC expression to an unused register in case there
6888                  are any side effects.  */
6889               if (TEST_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index))
6890                 {
6891                   /* Find previous store.  */
6892                   rtx st;
6893                   for (st = AVAIL_STORE_LIST (ptr); st ; st = XEXP (st, 1))
6894                     if (BLOCK_FOR_INSN (XEXP (st, 0)) == bb)
6895                       break;
6896                   if (st)
6897                     {
6898                       rtx r = gen_reg_rtx (GET_MODE (ptr->pattern));
6899                       if (gcse_file)
6900                         fprintf (gcse_file, "Removing redundant store:\n");
6901                       replace_store_insn (r, XEXP (st, 0), bb);
6902                       XEXP (st, 0) = insn;
6903                       continue;
6904                     }
6905                 }
6906               SET_BIT (ae_gen[bb->index], ptr->index);
6907               AVAIL_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6908                                                         AVAIL_STORE_LIST (ptr));
6909             }
6910           
6911           if (!store_killed_before (ptr->pattern, insn, bb))
6912             {
6913               SET_BIT (st_antloc[BLOCK_NUM (insn)], ptr->index);
6914               ANTIC_STORE_LIST (ptr) = alloc_INSN_LIST (insn,
6915                                                         ANTIC_STORE_LIST (ptr));
6916             }
6917         }
6918       
6919       /* Free the original list of store insns.  */
6920       free_INSN_LIST_list (&store_list);
6921     }
6922           
6923   ae_kill = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6924   sbitmap_vector_zero (ae_kill, last_basic_block);
6925
6926   transp = (sbitmap *) sbitmap_vector_alloc (last_basic_block, num_stores);
6927   sbitmap_vector_zero (transp, last_basic_block);
6928
6929   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
6930     FOR_EACH_BB (b)
6931       {
6932         if (store_killed_after (ptr->pattern, b->head, b))
6933           {
6934             /* The anticipatable expression is not killed if it's gen'd.  */
6935             /*
6936               We leave this check out for now. If we have a code sequence 
6937               in a block which looks like:
6938                         ST MEMa = x
6939                         L     y = MEMa
6940                         ST MEMa = z
6941               We should flag this as having an ANTIC expression, NOT
6942               transparent, NOT killed, and AVAIL.
6943               Unfortunately, since we haven't re-written all loads to
6944               use the reaching reg, we'll end up doing an incorrect 
6945               Load in the middle here if we push the store down. It happens in
6946                     gcc.c-torture/execute/960311-1.c with -O3
6947               If we always kill it in this case, we'll sometimes do
6948               uneccessary work, but it shouldn't actually hurt anything.
6949             if (!TEST_BIT (ae_gen[b], ptr->index)).  */
6950             SET_BIT (ae_kill[b->index], ptr->index);
6951           }
6952         else
6953           SET_BIT (transp[b->index], ptr->index);
6954       }
6955
6956   /* Any block with no exits calls some non-returning function, so
6957      we better mark the store killed here, or we might not store to
6958      it at all.  If we knew it was abort, we wouldn't have to store,
6959      but we don't know that for sure.  */
6960   if (gcse_file) 
6961     {
6962       fprintf (gcse_file, "ST_avail and ST_antic (shown under loads..)\n");
6963       print_ldst_list (gcse_file);
6964       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_antloc", "", st_antloc, last_basic_block);
6965       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_kill", "", ae_kill, last_basic_block);
6966       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "Transpt", "", transp, last_basic_block);
6967       dump_sbitmap_vector (gcse_file, "st_avloc", "", ae_gen, last_basic_block);
6968     }
6969 }
6970
6971 /* Insert an instruction at the begining of a basic block, and update 
6972    the BLOCK_HEAD if needed.  */
6973
6974 static void 
6975 insert_insn_start_bb (insn, bb)
6976      rtx insn;
6977      basic_block bb;
6978 {
6979   /* Insert at start of successor block.  */
6980   rtx prev = PREV_INSN (bb->head);
6981   rtx before = bb->head;
6982   while (before != 0)
6983     {
6984       if (GET_CODE (before) != CODE_LABEL
6985           && (GET_CODE (before) != NOTE
6986               || NOTE_LINE_NUMBER (before) != NOTE_INSN_BASIC_BLOCK))
6987         break;
6988       prev = before;
6989       if (prev == bb->end)
6990         break;
6991       before = NEXT_INSN (before);
6992     }
6993
6994   insn = emit_insn_after (insn, prev);
6995
6996   if (gcse_file)
6997     {
6998       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert store at start of BB %d:\n",
6999                bb->index);
7000       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7001       fprintf (gcse_file, "\n");
7002     }
7003 }
7004
7005 /* This routine will insert a store on an edge. EXPR is the ldst entry for
7006    the memory reference, and E is the edge to insert it on.  Returns non-zero
7007    if an edge insertion was performed.  */
7008
7009 static int
7010 insert_store (expr, e)
7011      struct ls_expr * expr;
7012      edge e;
7013 {
7014   rtx reg, insn;
7015   basic_block bb;
7016   edge tmp;
7017
7018   /* We did all the deleted before this insert, so if we didn't delete a
7019      store, then we haven't set the reaching reg yet either.  */
7020   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7021     return 0;
7022
7023   reg = expr->reaching_reg;
7024   insn = gen_move_insn (expr->pattern, reg);
7025   
7026   /* If we are inserting this expression on ALL predecessor edges of a BB,
7027      insert it at the start of the BB, and reset the insert bits on the other
7028      edges so we don't try to insert it on the other edges.  */
7029   bb = e->dest;
7030   for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7031     {
7032       int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7033       if (index == EDGE_INDEX_NO_EDGE)
7034         abort ();
7035       if (! TEST_BIT (pre_insert_map[index], expr->index))
7036         break;
7037     }
7038
7039   /* If tmp is NULL, we found an insertion on every edge, blank the
7040      insertion vector for these edges, and insert at the start of the BB.  */
7041   if (!tmp && bb != EXIT_BLOCK_PTR)
7042     {
7043       for (tmp = e->dest->pred; tmp ; tmp = tmp->pred_next)
7044         {
7045           int index = EDGE_INDEX (edge_list, tmp->src, tmp->dest);
7046           RESET_BIT (pre_insert_map[index], expr->index);
7047         }
7048       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7049       return 0;
7050     }
7051   
7052   /* We can't insert on this edge, so we'll insert at the head of the
7053      successors block.  See Morgan, sec 10.5.  */
7054   if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL) == EDGE_ABNORMAL)
7055     {
7056       insert_insn_start_bb (insn, bb);
7057       return 0;
7058     }
7059
7060   insert_insn_on_edge (insn, e);
7061   
7062   if (gcse_file)
7063     {
7064       fprintf (gcse_file, "STORE_MOTION  insert insn on edge (%d, %d):\n",
7065                e->src->index, e->dest->index);
7066       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7067       fprintf (gcse_file, "\n");
7068     }
7069   
7070   return 1;
7071 }
7072
7073 /* This routine will replace a store with a SET to a specified register.  */
7074
7075 static void
7076 replace_store_insn (reg, del, bb)
7077      rtx reg, del;
7078      basic_block bb;
7079 {
7080   rtx insn;
7081   
7082   insn = gen_move_insn (reg, SET_SRC (PATTERN (del)));
7083   insn = emit_insn_after (insn, del);
7084   
7085   if (gcse_file)
7086     {
7087       fprintf (gcse_file, 
7088                "STORE_MOTION  delete insn in BB %d:\n      ", bb->index);
7089       print_inline_rtx (gcse_file, del, 6);
7090       fprintf (gcse_file, "\nSTORE MOTION  replaced with insn:\n      ");
7091       print_inline_rtx (gcse_file, insn, 6);
7092       fprintf (gcse_file, "\n");
7093     }
7094   
7095   delete_insn (del);
7096 }
7097
7098
7099 /* Delete a store, but copy the value that would have been stored into
7100    the reaching_reg for later storing.  */
7101
7102 static void
7103 delete_store (expr, bb)
7104      struct ls_expr * expr;
7105      basic_block bb;
7106 {
7107   rtx reg, i, del;
7108
7109   if (expr->reaching_reg == NULL_RTX)
7110     expr->reaching_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (expr->pattern));
7111   
7112
7113   /* If there is more than 1 store, the earlier ones will be dead, 
7114      but it doesn't hurt to replace them here.  */  
7115   reg = expr->reaching_reg;
7116   
7117   for (i = AVAIL_STORE_LIST (expr); i; i = XEXP (i, 1))
7118     {
7119       del = XEXP (i, 0);
7120       if (BLOCK_FOR_INSN (del) == bb)
7121         {
7122           /* We know there is only one since we deleted redundant 
7123              ones during the available computation.  */
7124           replace_store_insn (reg, del, bb);
7125           break;
7126         }
7127     }
7128 }
7129
7130 /* Free memory used by store motion.  */
7131
7132 static void 
7133 free_store_memory ()
7134 {
7135   free_ldst_mems ();
7136   
7137   if (ae_gen)
7138     sbitmap_vector_free (ae_gen);
7139   if (ae_kill)
7140     sbitmap_vector_free (ae_kill);
7141   if (transp)
7142     sbitmap_vector_free (transp);
7143   if (st_antloc)
7144     sbitmap_vector_free (st_antloc);
7145   if (pre_insert_map)
7146     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
7147   if (pre_delete_map)
7148     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
7149   if (reg_set_in_block)
7150     sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7151   
7152   ae_gen = ae_kill = transp = st_antloc = NULL;
7153   pre_insert_map = pre_delete_map = reg_set_in_block = NULL;
7154 }
7155
7156 /* Perform store motion. Much like gcse, except we move expressions the
7157    other way by looking at the flowgraph in reverse.  */
7158
7159 static void
7160 store_motion ()
7161 {
7162   basic_block bb;
7163   int x;
7164   struct ls_expr * ptr;
7165   int update_flow = 0;
7166
7167   if (gcse_file)
7168     {
7169       fprintf (gcse_file, "before store motion\n");
7170       print_rtl (gcse_file, get_insns ());
7171     }
7172
7173
7174   init_alias_analysis ();
7175
7176   /* Find all the stores that are live to the end of their block.  */
7177   num_stores = compute_store_table ();
7178   if (num_stores == 0)
7179     {
7180       sbitmap_vector_free (reg_set_in_block);
7181       end_alias_analysis ();
7182       return;
7183     }
7184
7185   /* Now compute whats actually available to move.  */
7186   add_noreturn_fake_exit_edges ();
7187   build_store_vectors ();
7188
7189   edge_list = pre_edge_rev_lcm (gcse_file, num_stores, transp, ae_gen, 
7190                                 st_antloc, ae_kill, &pre_insert_map, 
7191                                 &pre_delete_map);
7192
7193   /* Now we want to insert the new stores which are going to be needed.  */
7194   for (ptr = first_ls_expr (); ptr != NULL; ptr = next_ls_expr (ptr))
7195     {
7196       FOR_EACH_BB (bb)
7197         if (TEST_BIT (pre_delete_map[bb->index], ptr->index))
7198           delete_store (ptr, bb);
7199
7200       for (x = 0; x < NUM_EDGES (edge_list); x++)
7201         if (TEST_BIT (pre_insert_map[x], ptr->index))
7202           update_flow |= insert_store (ptr, INDEX_EDGE (edge_list, x));
7203     }
7204
7205   if (update_flow)
7206     commit_edge_insertions ();
7207
7208   free_store_memory ();
7209   free_edge_list (edge_list);
7210   remove_fake_edges ();
7211   end_alias_analysis ();
7212 }