OSDN Git Service

PR middle-end/52419
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / postreload-gcse.c
1 /* Post reload partially redundant load elimination
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010, 2011
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "diagnostic-core.h"
26
27 #include "rtl.h"
28 #include "tree.h"
29 #include "tm_p.h"
30 #include "regs.h"
31 #include "hard-reg-set.h"
32 #include "flags.h"
33 #include "insn-config.h"
34 #include "recog.h"
35 #include "basic-block.h"
36 #include "output.h"
37 #include "function.h"
38 #include "expr.h"
39 #include "except.h"
40 #include "intl.h"
41 #include "obstack.h"
42 #include "hashtab.h"
43 #include "params.h"
44 #include "target.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "tree-pass.h"
47 #include "dbgcnt.h"
48
49 /* The following code implements gcse after reload, the purpose of this
50    pass is to cleanup redundant loads generated by reload and other
51    optimizations that come after gcse. It searches for simple inter-block
52    redundancies and tries to eliminate them by adding moves and loads
53    in cold places.
54
55    Perform partially redundant load elimination, try to eliminate redundant
56    loads created by the reload pass.  We try to look for full or partial
57    redundant loads fed by one or more loads/stores in predecessor BBs,
58    and try adding loads to make them fully redundant.  We also check if
59    it's worth adding loads to be able to delete the redundant load.
60
61    Algorithm:
62    1. Build available expressions hash table:
63        For each load/store instruction, if the loaded/stored memory didn't
64        change until the end of the basic block add this memory expression to
65        the hash table.
66    2. Perform Redundancy elimination:
67       For each load instruction do the following:
68          perform partial redundancy elimination, check if it's worth adding
69          loads to make the load fully redundant.  If so add loads and
70          register copies and delete the load.
71    3. Delete instructions made redundant in step 2.
72
73    Future enhancement:
74      If the loaded register is used/defined between load and some store,
75      look for some other free register between load and all its stores,
76      and replace the load with a copy from this register to the loaded
77      register.
78 */
79 \f
80
81 /* Keep statistics of this pass.  */
82 static struct
83 {
84   int moves_inserted;
85   int copies_inserted;
86   int insns_deleted;
87 } stats;
88
89 /* We need to keep a hash table of expressions.  The table entries are of
90    type 'struct expr', and for each expression there is a single linked
91    list of occurrences.  */
92
93 /* The table itself.  */
94 static htab_t expr_table;
95
96 /* Expression elements in the hash table.  */
97 struct expr
98 {
99   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
100   rtx expr;
101
102   /* The same hash for this entry.  */
103   hashval_t hash;
104
105   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.  */
106   struct occr *avail_occr;
107 };
108
109 static struct obstack expr_obstack;
110
111 /* Occurrence of an expression.
112    There is at most one occurrence per basic block.  If a pattern appears
113    more than once, the last appearance is used.  */
114
115 struct occr
116 {
117   /* Next occurrence of this expression.  */
118   struct occr *next;
119   /* The insn that computes the expression.  */
120   rtx insn;
121   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
122   char deleted_p;
123 };
124
125 static struct obstack occr_obstack;
126
127 /* The following structure holds the information about the occurrences of
128    the redundant instructions.  */
129 struct unoccr
130 {
131   struct unoccr *next;
132   edge pred;
133   rtx insn;
134 };
135
136 static struct obstack unoccr_obstack;
137
138 /* Array where each element is the CUID if the insn that last set the hard
139    register with the number of the element, since the start of the current
140    basic block.
141
142    This array is used during the building of the hash table (step 1) to
143    determine if a reg is killed before the end of a basic block.
144
145    It is also used when eliminating partial redundancies (step 2) to see
146    if a reg was modified since the start of a basic block.  */
147 static int *reg_avail_info;
148
149 /* A list of insns that may modify memory within the current basic block.  */
150 struct modifies_mem
151 {
152   rtx insn;
153   struct modifies_mem *next;
154 };
155 static struct modifies_mem *modifies_mem_list;
156
157 /* The modifies_mem structs also go on an obstack, only this obstack is
158    freed each time after completing the analysis or transformations on
159    a basic block.  So we allocate a dummy modifies_mem_obstack_bottom
160    object on the obstack to keep track of the bottom of the obstack.  */
161 static struct obstack modifies_mem_obstack;
162 static struct modifies_mem  *modifies_mem_obstack_bottom;
163
164 /* Mapping of insn UIDs to CUIDs.
165    CUIDs are like UIDs except they increase monotonically in each basic
166    block, have no gaps, and only apply to real insns.  */
167 static int *uid_cuid;
168 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
169 \f
170
171 /* Helpers for memory allocation/freeing.  */
172 static void alloc_mem (void);
173 static void free_mem (void);
174
175 /* Support for hash table construction and transformations.  */
176 static bool oprs_unchanged_p (rtx, rtx, bool);
177 static void record_last_reg_set_info (rtx, rtx);
178 static void record_last_reg_set_info_regno (rtx, int);
179 static void record_last_mem_set_info (rtx);
180 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
181 static void record_opr_changes (rtx);
182
183 static void find_mem_conflicts (rtx, const_rtx, void *);
184 static int load_killed_in_block_p (int, rtx, bool);
185 static void reset_opr_set_tables (void);
186
187 /* Hash table support.  */
188 static hashval_t hash_expr (rtx, int *);
189 static hashval_t hash_expr_for_htab (const void *);
190 static int expr_equiv_p (const void *, const void *);
191 static void insert_expr_in_table (rtx, rtx);
192 static struct expr *lookup_expr_in_table (rtx);
193 static int dump_hash_table_entry (void **, void *);
194 static void dump_hash_table (FILE *);
195
196 /* Helpers for eliminate_partially_redundant_load.  */
197 static bool reg_killed_on_edge (rtx, edge);
198 static bool reg_used_on_edge (rtx, edge);
199
200 static rtx get_avail_load_store_reg (rtx);
201
202 static bool bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block);
203 static struct occr* get_bb_avail_insn (basic_block, struct occr *);
204 static void hash_scan_set (rtx);
205 static void compute_hash_table (void);
206
207 /* The work horses of this pass.  */
208 static void eliminate_partially_redundant_load (basic_block,
209                                                 rtx,
210                                                 struct expr *);
211 static void eliminate_partially_redundant_loads (void);
212 \f
213
214 /* Allocate memory for the CUID mapping array and register/memory
215    tracking tables.  */
216
217 static void
218 alloc_mem (void)
219 {
220   int i;
221   basic_block bb;
222   rtx insn;
223
224   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.  */
225   uid_cuid = XCNEWVEC (int, get_max_uid () + 1);
226   i = 1;
227   FOR_EACH_BB (bb)
228     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
229       {
230         if (INSN_P (insn))
231           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
232         else
233           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
234       }
235
236   /* Allocate the available expressions hash table.  We don't want to
237      make the hash table too small, but unnecessarily making it too large
238      also doesn't help.  The i/4 is a gcse.c relic, and seems like a
239      reasonable choice.  */
240   expr_table = htab_create (MAX (i / 4, 13),
241                             hash_expr_for_htab, expr_equiv_p, NULL);
242
243   /* We allocate everything on obstacks because we often can roll back
244      the whole obstack to some point.  Freeing obstacks is very fast.  */
245   gcc_obstack_init (&expr_obstack);
246   gcc_obstack_init (&occr_obstack);
247   gcc_obstack_init (&unoccr_obstack);
248   gcc_obstack_init (&modifies_mem_obstack);
249
250   /* Working array used to track the last set for each register
251      in the current block.  */
252   reg_avail_info = (int *) xmalloc (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
253
254   /* Put a dummy modifies_mem object on the modifies_mem_obstack, so we
255      can roll it back in reset_opr_set_tables.  */
256   modifies_mem_obstack_bottom =
257     (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
258                                            sizeof (struct modifies_mem));
259 }
260
261 /* Free memory allocated by alloc_mem.  */
262
263 static void
264 free_mem (void)
265 {
266   free (uid_cuid);
267
268   htab_delete (expr_table);
269
270   obstack_free (&expr_obstack, NULL);
271   obstack_free (&occr_obstack, NULL);
272   obstack_free (&unoccr_obstack, NULL);
273   obstack_free (&modifies_mem_obstack, NULL);
274
275   free (reg_avail_info);
276 }
277 \f
278
279 /* Hash expression X.
280    DO_NOT_RECORD_P is a boolean indicating if a volatile operand is found
281    or if the expression contains something we don't want to insert in the
282    table.  */
283
284 static hashval_t
285 hash_expr (rtx x, int *do_not_record_p)
286 {
287   *do_not_record_p = 0;
288   return hash_rtx (x, GET_MODE (x), do_not_record_p,
289                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
290 }
291
292 /* Callback for hashtab.
293    Return the hash value for expression EXP.  We don't actually hash
294    here, we just return the cached hash value.  */
295
296 static hashval_t
297 hash_expr_for_htab (const void *expp)
298 {
299   const struct expr *const exp = (const struct expr *) expp;
300   return exp->hash;
301 }
302
303 /* Callback for hashtab.
304    Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
305
306 static int
307 expr_equiv_p (const void *exp1p, const void *exp2p)
308 {
309   const struct expr *const exp1 = (const struct expr *) exp1p;
310   const struct expr *const exp2 = (const struct expr *) exp2p;
311   int equiv_p = exp_equiv_p (exp1->expr, exp2->expr, 0, true);
312
313   gcc_assert (!equiv_p || exp1->hash == exp2->hash);
314   return equiv_p;
315 }
316 \f
317
318 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
319    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
320    basic block.  */
321
322 static void
323 insert_expr_in_table (rtx x, rtx insn)
324 {
325   int do_not_record_p;
326   hashval_t hash;
327   struct expr *cur_expr, **slot;
328   struct occr *avail_occr, *last_occr = NULL;
329
330   hash = hash_expr (x, &do_not_record_p);
331
332   /* Do not insert expression in the table if it contains volatile operands,
333      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
334      to or can't handle.  */
335   if (do_not_record_p)
336     return;
337
338   /* We anticipate that redundant expressions are rare, so for convenience
339      allocate a new hash table element here already and set its fields.
340      If we don't do this, we need a hack with a static struct expr.  Anyway,
341      obstack_free is really fast and one more obstack_alloc doesn't hurt if
342      we're going to see more expressions later on.  */
343   cur_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
344                                             sizeof (struct expr));
345   cur_expr->expr = x;
346   cur_expr->hash = hash;
347   cur_expr->avail_occr = NULL;
348
349   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, cur_expr,
350                                                     hash, INSERT);
351
352   if (! (*slot))
353     /* The expression isn't found, so insert it.  */
354     *slot = cur_expr;
355   else
356     {
357       /* The expression is already in the table, so roll back the
358          obstack and use the existing table entry.  */
359       obstack_free (&expr_obstack, cur_expr);
360       cur_expr = *slot;
361     }
362
363   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
364   avail_occr = cur_expr->avail_occr;
365   while (avail_occr
366          && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
367     {
368       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
369          the list.  */
370       last_occr = avail_occr;
371       avail_occr = avail_occr->next;
372     }
373
374   if (avail_occr)
375     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
376        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
377        the last one in the block and the block is scanned from start
378        to end.  */
379     avail_occr->insn = insn;
380   else
381     {
382       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
383       avail_occr = (struct occr *) obstack_alloc (&occr_obstack,
384                                                   sizeof (struct occr));
385
386       /* First occurrence of this expression in any block?  */
387       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
388         cur_expr->avail_occr = avail_occr;
389       else
390         last_occr->next = avail_occr;
391
392       avail_occr->insn = insn;
393       avail_occr->next = NULL;
394       avail_occr->deleted_p = 0;
395     }
396 }
397 \f
398
399 /* Lookup pattern PAT in the expression hash table.
400    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
401
402 static struct expr *
403 lookup_expr_in_table (rtx pat)
404 {
405   int do_not_record_p;
406   struct expr **slot, *tmp_expr;
407   hashval_t hash = hash_expr (pat, &do_not_record_p);
408
409   if (do_not_record_p)
410     return NULL;
411
412   tmp_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
413                                             sizeof (struct expr));
414   tmp_expr->expr = pat;
415   tmp_expr->hash = hash;
416   tmp_expr->avail_occr = NULL;
417
418   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, tmp_expr,
419                                                     hash, INSERT);
420   obstack_free (&expr_obstack, tmp_expr);
421
422   if (!slot)
423     return NULL;
424   else
425     return (*slot);
426 }
427 \f
428
429 /* Dump all expressions and occurrences that are currently in the
430    expression hash table to FILE.  */
431
432 /* This helper is called via htab_traverse.  */
433 static int
434 dump_hash_table_entry (void **slot, void *filep)
435 {
436   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
437   FILE *file = (FILE *) filep;
438   struct occr *occr;
439
440   fprintf (file, "expr: ");
441   print_rtl (file, expr->expr);
442   fprintf (file,"\nhashcode: %u\n", expr->hash);
443   fprintf (file,"list of occurrences:\n");
444   occr = expr->avail_occr;
445   while (occr)
446     {
447       rtx insn = occr->insn;
448       print_rtl_single (file, insn);
449       fprintf (file, "\n");
450       occr = occr->next;
451     }
452   fprintf (file, "\n");
453   return 1;
454 }
455
456 static void
457 dump_hash_table (FILE *file)
458 {
459   fprintf (file, "\n\nexpression hash table\n");
460   fprintf (file, "size %ld, %ld elements, %f collision/search ratio\n",
461            (long) htab_size (expr_table),
462            (long) htab_elements (expr_table),
463            htab_collisions (expr_table));
464   if (htab_elements (expr_table) > 0)
465     {
466       fprintf (file, "\n\ntable entries:\n");
467       htab_traverse (expr_table, dump_hash_table_entry, file);
468     }
469   fprintf (file, "\n");
470 }
471 \f
472 /* Return true if register X is recorded as being set by an instruction
473    whose CUID is greater than the one given.  */
474
475 static bool
476 reg_changed_after_insn_p (rtx x, int cuid)
477 {
478   unsigned int regno, end_regno;
479
480   regno = REGNO (x);
481   end_regno = END_HARD_REGNO (x);
482   do
483     if (reg_avail_info[regno] > cuid)
484       return true;
485   while (++regno < end_regno);
486   return false;
487 }
488
489 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged
490    1) from the start of INSN's basic block up to but not including INSN
491       if AFTER_INSN is false, or
492    2) from INSN to the end of INSN's basic block if AFTER_INSN is true.  */
493
494 static bool
495 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx insn, bool after_insn)
496 {
497   int i, j;
498   enum rtx_code code;
499   const char *fmt;
500
501   if (x == 0)
502     return 1;
503
504   code = GET_CODE (x);
505   switch (code)
506     {
507     case REG:
508       /* We are called after register allocation.  */
509       gcc_assert (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
510       if (after_insn)
511         return !reg_changed_after_insn_p (x, INSN_CUID (insn) - 1);
512       else
513         return !reg_changed_after_insn_p (x, 0);
514
515     case MEM:
516       if (load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn), x, after_insn))
517         return 0;
518       else
519         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, after_insn);
520
521     case PC:
522     case CC0: /*FIXME*/
523     case CONST:
524     case CONST_INT:
525     case CONST_DOUBLE:
526     case CONST_FIXED:
527     case CONST_VECTOR:
528     case SYMBOL_REF:
529     case LABEL_REF:
530     case ADDR_VEC:
531     case ADDR_DIFF_VEC:
532       return 1;
533
534     case PRE_DEC:
535     case PRE_INC:
536     case POST_DEC:
537     case POST_INC:
538     case PRE_MODIFY:
539     case POST_MODIFY:
540       if (after_insn)
541         return 0;
542       break;
543
544     default:
545       break;
546     }
547
548   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
549     {
550       if (fmt[i] == 'e')
551         {
552           if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, after_insn))
553             return 0;
554         }
555       else if (fmt[i] == 'E')
556         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
557           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, after_insn))
558             return 0;
559     }
560
561   return 1;
562 }
563 \f
564
565 /* Used for communication between find_mem_conflicts and
566    load_killed_in_block_p.  Nonzero if find_mem_conflicts finds a
567    conflict between two memory references.
568    This is a bit of a hack to work around the limitations of note_stores.  */
569 static int mems_conflict_p;
570
571 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
572    possibly conflicts with the load found in DATA, then set mems_conflict_p
573    to a nonzero value.  */
574
575 static void
576 find_mem_conflicts (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
577                     void *data)
578 {
579   rtx mem_op = (rtx) data;
580
581   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
582          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
583          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
584     dest = XEXP (dest, 0);
585
586   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
587      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
588      elsewhere.  */
589   if (! MEM_P (dest))
590     return;
591
592   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mem_op))
593     mems_conflict_p = 1;
594 }
595 \f
596
597 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
598    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
599    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
600
601    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
602    the hash table construction or redundancy elimination phases start
603    processing a new basic block.  */
604
605 static int
606 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
607 {
608   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
609
610   while (list_entry)
611     {
612       rtx setter = list_entry->insn;
613
614       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
615       if ((after_insn
616            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
617           || (! after_insn
618               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
619         {
620           list_entry = list_entry->next;
621           continue;
622         }
623
624       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
625          to pure functions are never put on the list, so we need not
626          worry about them.  */
627       if (CALL_P (setter))
628         return 1;
629
630       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
631          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
632          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
633          conflict between X and SETTER.  */
634       mems_conflict_p = 0;
635       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
636       if (mems_conflict_p)
637         return 1;
638
639       list_entry = list_entry->next;
640     }
641   return 0;
642 }
643 \f
644
645 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
646
647 static inline void
648 record_last_reg_set_info (rtx insn, rtx reg)
649 {
650   unsigned int regno, end_regno;
651
652   regno = REGNO (reg);
653   end_regno = END_HARD_REGNO (reg);
654   do
655     reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
656   while (++regno < end_regno);
657 }
658
659 static inline void
660 record_last_reg_set_info_regno (rtx insn, int regno)
661 {
662   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
663 }
664
665
666 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
667    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
668    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
669
670 static void
671 record_last_mem_set_info (rtx insn)
672 {
673   struct modifies_mem *list_entry;
674
675   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
676                                                       sizeof (struct modifies_mem));
677   list_entry->insn = insn;
678   list_entry->next = modifies_mem_list;
679   modifies_mem_list = list_entry;
680 }
681
682 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
683    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
684    the SET is taking place.  */
685
686 static void
687 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
688 {
689   rtx last_set_insn = (rtx) data;
690
691   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
692     dest = SUBREG_REG (dest);
693
694   if (REG_P (dest))
695     record_last_reg_set_info (last_set_insn, dest);
696   else if (MEM_P (dest))
697     {
698       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
699          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
700          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
701          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
702          such changes here too.  */
703       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
704         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
705       else
706         record_last_reg_set_info_regno (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
707     }
708 }
709
710
711 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
712    start of the block.  */
713
714 static void
715 reset_opr_set_tables (void)
716 {
717   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
718   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
719   modifies_mem_list = NULL;
720 }
721 \f
722
723 /* Record things set by INSN.
724    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
725
726 static void
727 record_opr_changes (rtx insn)
728 {
729   rtx note;
730
731   /* Find all stores and record them.  */
732   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
733
734   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
735   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
736     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
737       record_last_reg_set_info (insn, XEXP (note, 0));
738
739   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
740   if (CALL_P (insn))
741     {
742       unsigned int regno;
743       rtx link, x;
744
745       for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
746         if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
747           record_last_reg_set_info_regno (insn, regno);
748
749       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
750         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
751           {
752             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
753             if (REG_P (x))
754               {
755                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
756                 record_last_reg_set_info (insn, x);
757               }
758           }
759
760       if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
761         record_last_mem_set_info (insn);
762     }
763 }
764 \f
765
766 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
767    After reload we are interested in loads/stores only.  */
768
769 static void
770 hash_scan_set (rtx insn)
771 {
772   rtx pat = PATTERN (insn);
773   rtx src = SET_SRC (pat);
774   rtx dest = SET_DEST (pat);
775
776   /* We are only interested in loads and stores.  */
777   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
778     return;
779
780   /* Don't mess with jumps and nops.  */
781   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
782     return;
783
784   if (REG_P (dest))
785     {
786       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
787           can_copy_p (GET_MODE (dest))
788           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
789           && general_operand (src, GET_MODE (src))
790 #ifdef STACK_REGS
791           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
792              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
793              register live across an abnormal edge).  */
794           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
795 #endif
796           /* An expression is not available if its operands are
797              subsequently modified, including this insn.  */
798           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
799         {
800           insert_expr_in_table (src, insn);
801         }
802     }
803   else if (REG_P (src))
804     {
805       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
806       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
807           can_copy_p (GET_MODE (src))
808           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
809           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
810 #ifdef STACK_REGS
811           /* As above for STACK_REGS.  */
812           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
813 #endif
814           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
815           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
816           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
817           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
818         {
819           insert_expr_in_table (dest, insn);
820         }
821     }
822 }
823 \f
824
825 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
826    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
827    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
828    is generated in a basic block and not killed before the end of the
829    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
830
831 static void
832 compute_hash_table (void)
833 {
834   basic_block bb;
835
836   FOR_EACH_BB (bb)
837     {
838       rtx insn;
839
840       /* First pass over the instructions records information used to
841          determine when registers and memory are last set.
842          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
843          help us keep track of what has been modified since the start
844          of the block.  */
845       reset_opr_set_tables ();
846       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
847         {
848           if (INSN_P (insn))
849             record_opr_changes (insn);
850         }
851
852       /* The next pass actually builds the hash table.  */
853       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
854         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
855           hash_scan_set (insn);
856     }
857 }
858 \f
859
860 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
861    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
862    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
863
864 static bool
865 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
866 {
867   rtx insn;
868
869   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
870     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
871       return true;
872
873   return false;
874 }
875
876 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
877    to be inserted on edge E.
878    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
879    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
880
881 static bool
882 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
883 {
884   rtx insn;
885
886   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
887     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
888       return true;
889
890   return false;
891 }
892 \f
893 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
894
895 static rtx
896 get_avail_load_store_reg (rtx insn)
897 {
898   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
899     /* A load.  */
900     return SET_DEST(PATTERN(insn));
901   else
902     {
903       /* A store.  */
904       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
905       return SET_SRC (PATTERN (insn));
906     }
907 }
908
909 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
910
911 static bool
912 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
913 {
914   edge pred;
915   edge_iterator ei;
916
917   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
918     return false;
919
920   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
921     {
922       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
923         return false;
924
925       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL) && cfun->has_nonlocal_label)
926         return false;
927
928       if (JUMP_TABLE_DATA_P (BB_END (pred->src)))
929         return false;
930     }
931   return true;
932 }
933
934
935 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
936
937 static struct occr*
938 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
939 {
940   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
941     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
942       return occr;
943   return NULL;
944 }
945
946
947 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
948    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
949    worth it.
950
951    Redundancy elimination is possible if,
952    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
953       of the current basic block.
954    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
955       is generated.
956
957    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
958    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
959
960 static void
961 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
962                                     struct expr *expr)
963 {
964   edge pred;
965   rtx avail_insn = NULL_RTX;
966   rtx avail_reg;
967   rtx dest, pat;
968   struct occr *a_occr;
969   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
970   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
971   int npred_ok = 0;
972   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
973   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
974   edge_iterator ei;
975   bool critical_edge_split = false;
976
977   /* The execution count of the loads to be added to make the
978      load fully redundant.  */
979   gcov_type not_ok_count = 0;
980   basic_block pred_bb;
981
982   pat = PATTERN (insn);
983   dest = SET_DEST (pat);
984
985   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
986      beginning of the block.  */
987   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
988       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
989     return;
990
991   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
992   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
993     {
994       rtx next_pred_bb_end;
995
996       avail_insn = NULL_RTX;
997       avail_reg = NULL_RTX;
998       pred_bb = pred->src;
999       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
1000       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
1001            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
1002         {
1003           /* Check if the loaded register is not used.  */
1004           avail_insn = a_occr->insn;
1005           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1006           gcc_assert (avail_reg);
1007
1008           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
1009              dest.  */
1010           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1011                                        copy_rtx (avail_reg)));
1012           if (! constrain_operands (1)
1013               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1014               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1015             {
1016               avail_insn = NULL;
1017               continue;
1018             }
1019           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1020             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1021             break;
1022           else
1023             avail_insn = NULL;
1024         }
1025
1026       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1027         critical_count += pred->count;
1028
1029       if (avail_insn != NULL_RTX)
1030         {
1031           npred_ok++;
1032           ok_count += pred->count;
1033           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1034                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1035             {
1036               /* Check if there is going to be a split.  */
1037               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1038                 critical_edge_split = true;
1039             }
1040           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1041             continue;
1042           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1043                                                   sizeof (struct unoccr));
1044           occr->insn = avail_insn;
1045           occr->pred = pred;
1046           occr->next = avail_occrs;
1047           avail_occrs = occr;
1048           if (! rollback_unoccr)
1049             rollback_unoccr = occr;
1050         }
1051       else
1052         {
1053           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1054           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1055             critical_edge_split = true;
1056           not_ok_count += pred->count;
1057           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1058                                                     sizeof (struct unoccr));
1059           unoccr->insn = NULL_RTX;
1060           unoccr->pred = pred;
1061           unoccr->next = unavail_occrs;
1062           unavail_occrs = unoccr;
1063           if (! rollback_unoccr)
1064             rollback_unoccr = unoccr;
1065         }
1066     }
1067
1068   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1069       npred_ok == 0
1070       /* Prevent exploding the code.  */
1071       || (optimize_bb_for_size_p (bb) && npred_ok > 1)
1072       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting
1073          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1074       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1075            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1076           && critical_edge_split))
1077     goto cleanup;
1078
1079   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1080   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1081     goto cleanup;
1082   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1083     goto cleanup;
1084
1085   /* Generate moves to the loaded register from where
1086      the memory is available.  */
1087   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1088     {
1089       avail_insn = occr->insn;
1090       pred = occr->pred;
1091       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1092          memory.  */
1093       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1094       gcc_assert (avail_reg);
1095
1096       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1097                                           copy_rtx (avail_reg)),
1098                            pred);
1099       stats.moves_inserted++;
1100
1101       if (dump_file)
1102         fprintf (dump_file,
1103                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1104                  REGNO (avail_reg),
1105                  REGNO (dest),
1106                  pred->src->index,
1107                  pred->dest->index);
1108     }
1109
1110   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1111   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1112     {
1113       pred = unoccr->pred;
1114       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1115       stats.copies_inserted++;
1116
1117       if (dump_file)
1118         {
1119           fprintf (dump_file,
1120                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1121                    pred->src->index,
1122                    pred->dest->index);
1123           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1124           fprintf (dump_file, "\n");
1125         }
1126     }
1127
1128   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1129      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1130      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1131   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1132        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1133        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next))
1134     ;
1135
1136   if (!a_occr)
1137     {
1138       stats.insns_deleted++;
1139
1140       if (dump_file)
1141         {
1142           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1143           print_rtl_single (dump_file, insn);
1144           fprintf (dump_file, "\n");
1145         }
1146       delete_insn (insn);
1147     }
1148   else
1149     a_occr->deleted_p = 1;
1150
1151 cleanup:
1152   if (rollback_unoccr)
1153     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1154 }
1155
1156 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1157
1158 static void
1159 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1160 {
1161   rtx insn;
1162   basic_block bb;
1163
1164   /* Note we start at block 1.  */
1165
1166   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1167     return;
1168
1169   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1170                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1171                   EXIT_BLOCK_PTR,
1172                   next_bb)
1173     {
1174       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1175       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1176         continue;
1177
1178       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1179       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
1180         continue;
1181
1182       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1183          basic block.  */
1184       reset_opr_set_tables ();
1185
1186       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1187          any loads in it that we can record.  */
1188       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1189         {
1190           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1191           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1192               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1193               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1194               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1195             {
1196               rtx pat = PATTERN (insn);
1197               rtx src = SET_SRC (pat);
1198               struct expr *expr;
1199
1200               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1201                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1202                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1203                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1204                      block?  */
1205                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1206                   && !(cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1207                   && !side_effects_p (src)
1208                   /* Is the expression recorded?  */
1209                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1210                 {
1211                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1212                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1213                      redundant.  */
1214                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1215                 }
1216             }
1217
1218           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1219              know what has been modified since the start of the current
1220              basic block.  */
1221           if (INSN_P (insn))
1222             record_opr_changes (insn);
1223         }
1224     }
1225
1226   commit_edge_insertions ();
1227 }
1228
1229 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1230    marked for later deletion.  */
1231
1232 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1233 static int
1234 delete_redundant_insns_1 (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1235 {
1236   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
1237   struct occr *occr;
1238
1239   for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1240     {
1241       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1242         {
1243           delete_insn (occr->insn);
1244           stats.insns_deleted++;
1245
1246           if (dump_file)
1247             {
1248               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1249               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1250               fprintf (dump_file, "\n");
1251             }
1252         }
1253     }
1254
1255   return 1;
1256 }
1257
1258 static void
1259 delete_redundant_insns (void)
1260 {
1261   htab_traverse (expr_table, delete_redundant_insns_1, NULL);
1262   if (dump_file)
1263     fprintf (dump_file, "\n");
1264 }
1265
1266 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1267    due to spilling.  */
1268
1269 static void
1270 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1271 {
1272
1273   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1274
1275   /* Allocate memory for this pass.
1276      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1277   alloc_mem ();
1278
1279   /* We need alias analysis.  */
1280   init_alias_analysis ();
1281
1282   compute_hash_table ();
1283
1284   if (dump_file)
1285     dump_hash_table (dump_file);
1286
1287   if (htab_elements (expr_table) > 0)
1288     {
1289       eliminate_partially_redundant_loads ();
1290       delete_redundant_insns ();
1291
1292       if (dump_file)
1293         {
1294           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1295           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1296           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1297           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1298           fprintf (dump_file, "\n\n");
1299         }
1300
1301       statistics_counter_event (cfun, "copies inserted",
1302                                 stats.copies_inserted);
1303       statistics_counter_event (cfun, "moves inserted",
1304                                 stats.moves_inserted);
1305       statistics_counter_event (cfun, "insns deleted",
1306                                 stats.insns_deleted);
1307     }
1308
1309   /* We are finished with alias.  */
1310   end_alias_analysis ();
1311
1312   free_mem ();
1313 }
1314
1315 \f
1316 static bool
1317 gate_handle_gcse2 (void)
1318 {
1319   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload
1320           && optimize_function_for_speed_p (cfun));
1321 }
1322
1323
1324 static unsigned int
1325 rest_of_handle_gcse2 (void)
1326 {
1327   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1328   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1329   return 0;
1330 }
1331
1332 struct rtl_opt_pass pass_gcse2 =
1333 {
1334  {
1335   RTL_PASS,
1336   "gcse2",                              /* name */
1337   gate_handle_gcse2,                    /* gate */
1338   rest_of_handle_gcse2,                 /* execute */
1339   NULL,                                 /* sub */
1340   NULL,                                 /* next */
1341   0,                                    /* static_pass_number */
1342   TV_GCSE_AFTER_RELOAD,                 /* tv_id */
1343   0,                                    /* properties_required */
1344   0,                                    /* properties_provided */
1345   0,                                    /* properties_destroyed */
1346   0,                                    /* todo_flags_start */
1347   TODO_verify_rtl_sharing
1348   | TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect /* todo_flags_finish */
1349  }
1350 };