OSDN Git Service

2009-10-16 Richard Guenther <rguenther@suse.de>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / postreload-gcse.c
1 /* Post reload partially redundant load elimination
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2008
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 "toplev.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 "real.h"
34 #include "insn-config.h"
35 #include "recog.h"
36 #include "basic-block.h"
37 #include "output.h"
38 #include "function.h"
39 #include "expr.h"
40 #include "except.h"
41 #include "intl.h"
42 #include "obstack.h"
43 #include "hashtab.h"
44 #include "params.h"
45 #include "target.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-pass.h"
48 #include "dbgcnt.h"
49
50 /* The following code implements gcse after reload, the purpose of this
51    pass is to cleanup redundant loads generated by reload and other
52    optimizations that come after gcse. It searches for simple inter-block
53    redundancies and tries to eliminate them by adding moves and loads
54    in cold places.
55
56    Perform partially redundant load elimination, try to eliminate redundant
57    loads created by the reload pass.  We try to look for full or partial
58    redundant loads fed by one or more loads/stores in predecessor BBs,
59    and try adding loads to make them fully redundant.  We also check if
60    it's worth adding loads to be able to delete the redundant load.
61
62    Algorithm:
63    1. Build available expressions hash table:
64        For each load/store instruction, if the loaded/stored memory didn't
65        change until the end of the basic block add this memory expression to
66        the hash table.
67    2. Perform Redundancy elimination:
68       For each load instruction do the following:
69          perform partial redundancy elimination, check if it's worth adding
70          loads to make the load fully redundant.  If so add loads and
71          register copies and delete the load.
72    3. Delete instructions made redundant in step 2.
73
74    Future enhancement:
75      If the loaded register is used/defined between load and some store,
76      look for some other free register between load and all its stores,
77      and replace the load with a copy from this register to the loaded
78      register.
79 */
80 \f
81
82 /* Keep statistics of this pass.  */
83 static struct
84 {
85   int moves_inserted;
86   int copies_inserted;
87   int insns_deleted;
88 } stats;
89
90 /* We need to keep a hash table of expressions.  The table entries are of
91    type 'struct expr', and for each expression there is a single linked
92    list of occurrences.  */
93
94 /* The table itself.  */
95 static htab_t expr_table;
96
97 /* Expression elements in the hash table.  */
98 struct expr
99 {
100   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
101   rtx expr;
102
103   /* The same hash for this entry.  */
104   hashval_t hash;
105
106   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.  */
107   struct occr *avail_occr;
108 };
109
110 static struct obstack expr_obstack;
111
112 /* Occurrence of an expression.
113    There is at most one occurrence per basic block.  If a pattern appears
114    more than once, the last appearance is used.  */
115
116 struct occr
117 {
118   /* Next occurrence of this expression.  */
119   struct occr *next;
120   /* The insn that computes the expression.  */
121   rtx insn;
122   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
123   char deleted_p;
124 };
125
126 static struct obstack occr_obstack;
127
128 /* The following structure holds the information about the occurrences of
129    the redundant instructions.  */
130 struct unoccr
131 {
132   struct unoccr *next;
133   edge pred;
134   rtx insn;
135 };
136
137 static struct obstack unoccr_obstack;
138
139 /* Array where each element is the CUID if the insn that last set the hard
140    register with the number of the element, since the start of the current
141    basic block.
142
143    This array is used during the building of the hash table (step 1) to
144    determine if a reg is killed before the end of a basic block.
145
146    It is also used when eliminating partial redundancies (step 2) to see
147    if a reg was modified since the start of a basic block.  */
148 static int *reg_avail_info;
149
150 /* A list of insns that may modify memory within the current basic block.  */
151 struct modifies_mem
152 {
153   rtx insn;
154   struct modifies_mem *next;
155 };
156 static struct modifies_mem *modifies_mem_list;
157
158 /* The modifies_mem structs also go on an obstack, only this obstack is
159    freed each time after completing the analysis or transformations on
160    a basic block.  So we allocate a dummy modifies_mem_obstack_bottom
161    object on the obstack to keep track of the bottom of the obstack.  */
162 static struct obstack modifies_mem_obstack;
163 static struct modifies_mem  *modifies_mem_obstack_bottom;
164
165 /* Mapping of insn UIDs to CUIDs.
166    CUIDs are like UIDs except they increase monotonically in each basic
167    block, have no gaps, and only apply to real insns.  */
168 static int *uid_cuid;
169 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
170 \f
171
172 /* Helpers for memory allocation/freeing.  */
173 static void alloc_mem (void);
174 static void free_mem (void);
175
176 /* Support for hash table construction and transformations.  */
177 static bool oprs_unchanged_p (rtx, rtx, bool);
178 static void record_last_reg_set_info (rtx, rtx);
179 static void record_last_reg_set_info_regno (rtx, int);
180 static void record_last_mem_set_info (rtx);
181 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
182 static void record_opr_changes (rtx);
183
184 static void find_mem_conflicts (rtx, const_rtx, void *);
185 static int load_killed_in_block_p (int, rtx, bool);
186 static void reset_opr_set_tables (void);
187
188 /* Hash table support.  */
189 static hashval_t hash_expr (rtx, int *);
190 static hashval_t hash_expr_for_htab (const void *);
191 static int expr_equiv_p (const void *, const void *);
192 static void insert_expr_in_table (rtx, rtx);
193 static struct expr *lookup_expr_in_table (rtx);
194 static int dump_hash_table_entry (void **, void *);
195 static void dump_hash_table (FILE *);
196
197 /* Helpers for eliminate_partially_redundant_load.  */
198 static bool reg_killed_on_edge (rtx, edge);
199 static bool reg_used_on_edge (rtx, edge);
200
201 static rtx get_avail_load_store_reg (rtx);
202
203 static bool bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block);
204 static struct occr* get_bb_avail_insn (basic_block, struct occr *);
205 static void hash_scan_set (rtx);
206 static void compute_hash_table (void);
207
208 /* The work horses of this pass.  */
209 static void eliminate_partially_redundant_load (basic_block,
210                                                 rtx,
211                                                 struct expr *);
212 static void eliminate_partially_redundant_loads (void);
213 \f
214
215 /* Allocate memory for the CUID mapping array and register/memory
216    tracking tables.  */
217
218 static void
219 alloc_mem (void)
220 {
221   int i;
222   basic_block bb;
223   rtx insn;
224
225   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.  */
226   uid_cuid = XCNEWVEC (int, get_max_uid () + 1);
227   i = 1;
228   FOR_EACH_BB (bb)
229     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
230       {
231         if (INSN_P (insn))
232           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
233         else
234           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
235       }
236
237   /* Allocate the available expressions hash table.  We don't want to
238      make the hash table too small, but unnecessarily making it too large
239      also doesn't help.  The i/4 is a gcse.c relic, and seems like a
240      reasonable choice.  */
241   expr_table = htab_create (MAX (i / 4, 13),
242                             hash_expr_for_htab, expr_equiv_p, NULL);
243
244   /* We allocate everything on obstacks because we often can roll back
245      the whole obstack to some point.  Freeing obstacks is very fast.  */
246   gcc_obstack_init (&expr_obstack);
247   gcc_obstack_init (&occr_obstack);
248   gcc_obstack_init (&unoccr_obstack);
249   gcc_obstack_init (&modifies_mem_obstack);
250
251   /* Working array used to track the last set for each register
252      in the current block.  */
253   reg_avail_info = (int *) xmalloc (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
254
255   /* Put a dummy modifies_mem object on the modifies_mem_obstack, so we
256      can roll it back in reset_opr_set_tables.  */
257   modifies_mem_obstack_bottom =
258     (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
259                                            sizeof (struct modifies_mem));
260 }
261
262 /* Free memory allocated by alloc_mem.  */
263
264 static void
265 free_mem (void)
266 {
267   free (uid_cuid);
268
269   htab_delete (expr_table);
270
271   obstack_free (&expr_obstack, NULL);
272   obstack_free (&occr_obstack, NULL);
273   obstack_free (&unoccr_obstack, NULL);
274   obstack_free (&modifies_mem_obstack, NULL);
275
276   free (reg_avail_info);
277 }
278 \f
279
280 /* Hash expression X.
281    DO_NOT_RECORD_P is a boolean indicating if a volatile operand is found
282    or if the expression contains something we don't want to insert in the
283    table.  */
284
285 static hashval_t
286 hash_expr (rtx x, int *do_not_record_p)
287 {
288   *do_not_record_p = 0;
289   return hash_rtx (x, GET_MODE (x), do_not_record_p,
290                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
291 }
292
293 /* Callback for hashtab.
294    Return the hash value for expression EXP.  We don't actually hash
295    here, we just return the cached hash value.  */
296
297 static hashval_t
298 hash_expr_for_htab (const void *expp)
299 {
300   const struct expr *const exp = (const struct expr *) expp;
301   return exp->hash;
302 }
303
304 /* Callback for hashtab.
305    Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
306
307 static int
308 expr_equiv_p (const void *exp1p, const void *exp2p)
309 {
310   const struct expr *const exp1 = (const struct expr *) exp1p;
311   const struct expr *const exp2 = (const struct expr *) exp2p;
312   int equiv_p = exp_equiv_p (exp1->expr, exp2->expr, 0, true);
313   
314   gcc_assert (!equiv_p || exp1->hash == exp2->hash);
315   return equiv_p;
316 }
317 \f
318
319 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
320    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
321    basic block.  */
322
323 static void
324 insert_expr_in_table (rtx x, rtx insn)
325 {
326   int do_not_record_p;
327   hashval_t hash;
328   struct expr *cur_expr, **slot;
329   struct occr *avail_occr, *last_occr = NULL;
330
331   hash = hash_expr (x, &do_not_record_p);
332
333   /* Do not insert expression in the table if it contains volatile operands,
334      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
335      to or can't handle.  */
336   if (do_not_record_p)
337     return;
338
339   /* We anticipate that redundant expressions are rare, so for convenience
340      allocate a new hash table element here already and set its fields.
341      If we don't do this, we need a hack with a static struct expr.  Anyway,
342      obstack_free is really fast and one more obstack_alloc doesn't hurt if
343      we're going to see more expressions later on.  */
344   cur_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
345                                             sizeof (struct expr));
346   cur_expr->expr = x;
347   cur_expr->hash = hash;
348   cur_expr->avail_occr = NULL;
349
350   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, cur_expr,
351                                                     hash, INSERT);
352   
353   if (! (*slot))
354     /* The expression isn't found, so insert it.  */
355     *slot = cur_expr;
356   else
357     {
358       /* The expression is already in the table, so roll back the
359          obstack and use the existing table entry.  */
360       obstack_free (&expr_obstack, cur_expr);
361       cur_expr = *slot;
362     }
363
364   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
365   avail_occr = cur_expr->avail_occr;
366   while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (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                        rtx_addr_varies_p))
594     mems_conflict_p = 1;
595 }
596 \f
597
598 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
599    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
600    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
601
602    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
603    the hash table construction or redundancy elimination phases start
604    processing a new basic block.  */
605
606 static int
607 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
608 {
609   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
610
611   while (list_entry)
612     {
613       rtx setter = list_entry->insn;
614
615       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
616       if ((after_insn
617            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
618           || (! after_insn
619               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
620         {
621           list_entry = list_entry->next;
622           continue;
623         }
624
625       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
626          to pure functions are never put on the list, so we need not
627          worry about them.  */
628       if (CALL_P (setter))
629         return 1;
630
631       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
632          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
633          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
634          conflict between X and SETTER.  */
635       mems_conflict_p = 0;
636       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
637       if (mems_conflict_p)
638         return 1;
639
640       list_entry = list_entry->next;
641     }
642   return 0;
643 }
644 \f
645
646 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
647
648 static inline void
649 record_last_reg_set_info (rtx insn, rtx reg)
650 {
651   unsigned int regno, end_regno;
652
653   regno = REGNO (reg);
654   end_regno = END_HARD_REGNO (reg);
655   do
656     reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
657   while (++regno < end_regno);
658 }
659
660 static inline void
661 record_last_reg_set_info_regno (rtx insn, int regno)
662 {
663   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
664 }
665
666
667 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
668    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
669    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
670
671 static void
672 record_last_mem_set_info (rtx insn)
673 {
674   struct modifies_mem *list_entry;
675
676   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
677                                                       sizeof (struct modifies_mem));
678   list_entry->insn = insn;
679   list_entry->next = modifies_mem_list;
680   modifies_mem_list = list_entry;
681 }
682
683 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
684    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
685    the SET is taking place.  */
686
687 static void
688 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
689 {
690   rtx last_set_insn = (rtx) data;
691
692   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
693     dest = SUBREG_REG (dest);
694
695   if (REG_P (dest))
696     record_last_reg_set_info (last_set_insn, dest);
697   else if (MEM_P (dest))
698     {
699       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
700          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
701          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
702          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
703          such changes here too.  */
704       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
705         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
706       else
707         record_last_reg_set_info_regno (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
708     }
709 }
710
711
712 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
713    start of the block.  */
714
715 static void
716 reset_opr_set_tables (void)
717 {
718   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
719   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
720   modifies_mem_list = NULL;
721 }
722 \f
723
724 /* Record things set by INSN.
725    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
726
727 static void
728 record_opr_changes (rtx insn)
729 {
730   rtx note;
731
732   /* Find all stores and record them.  */
733   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
734
735   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
736   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
737     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
738       record_last_reg_set_info (insn, XEXP (note, 0));
739
740   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
741   if (CALL_P (insn))
742     {
743       unsigned int regno;
744       rtx link, x;
745
746       for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
747         if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
748           record_last_reg_set_info_regno (insn, regno);
749
750       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
751         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
752           {
753             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
754             if (REG_P (x))
755               {
756                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
757                 record_last_reg_set_info (insn, x);
758               }
759           }
760
761       if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
762         record_last_mem_set_info (insn);
763     }
764 }
765 \f
766
767 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
768    After reload we are interested in loads/stores only.  */
769
770 static void
771 hash_scan_set (rtx insn)
772 {
773   rtx pat = PATTERN (insn);
774   rtx src = SET_SRC (pat);
775   rtx dest = SET_DEST (pat);
776
777   /* We are only interested in loads and stores.  */
778   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
779     return;
780
781   /* Don't mess with jumps and nops.  */
782   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
783     return;
784
785   if (REG_P (dest))
786     {
787       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
788           can_copy_p (GET_MODE (dest))
789           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
790           && general_operand (src, GET_MODE (src))
791 #ifdef STACK_REGS
792           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
793              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
794              register live across an abnormal edge).  */
795           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
796 #endif
797           /* An expression is not available if its operands are
798              subsequently modified, including this insn.  */
799           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
800         {
801           insert_expr_in_table (src, insn);
802         }
803     }
804   else if (REG_P (src))
805     {
806       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
807       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
808           can_copy_p (GET_MODE (src))
809           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
810           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
811 #ifdef STACK_REGS
812           /* As above for STACK_REGS.  */
813           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
814 #endif
815           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
816           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
817           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
818           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
819         {
820           insert_expr_in_table (dest, insn);
821         }
822     }
823 }
824 \f
825
826 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
827    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
828    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
829    is generated in a basic block and not killed before the end of the
830    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
831
832 static void
833 compute_hash_table (void)
834 {
835   basic_block bb;
836
837   FOR_EACH_BB (bb)
838     {
839       rtx insn;
840
841       /* First pass over the instructions records information used to
842          determine when registers and memory are last set.
843          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
844          help us keep track of what has been modified since the start
845          of the block.  */
846       reset_opr_set_tables ();
847       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
848         {
849           if (INSN_P (insn))
850             record_opr_changes (insn);
851         }
852
853       /* The next pass actually builds the hash table.  */
854       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
855         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
856           hash_scan_set (insn);
857     }
858 }
859 \f
860
861 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
862    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
863    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
864
865 static bool
866 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
867 {
868   rtx insn;
869
870   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
871     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
872       return true;
873
874   return false;
875 }
876
877 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
878    to be inserted on edge E.
879    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
880    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
881
882 static bool
883 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
884 {
885   rtx insn;
886
887   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
888     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
889       return true;
890
891   return false;
892 }
893 \f
894 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
895
896 static rtx
897 get_avail_load_store_reg (rtx insn)
898 {
899   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
900     /* A load.  */
901     return SET_DEST(PATTERN(insn));
902   else
903     {
904       /* A store.  */
905       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
906       return SET_SRC (PATTERN (insn));
907     }
908 }
909
910 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
911
912 static bool
913 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
914 {
915   edge pred;
916   edge_iterator ei;
917
918   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
919     return false;
920
921   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
922     {
923       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
924         return false;
925
926       if (JUMP_TABLE_DATA_P (BB_END (pred->src)))
927         return false;
928     }
929   return true;
930 }
931
932
933 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
934
935 static struct occr*
936 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
937 {
938   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
939     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
940       return occr;
941   return NULL;
942 }
943
944
945 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
946    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
947    worth it.
948
949    Redundancy elimination is possible if,
950    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
951       of the current basic block.
952    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
953       is generated.
954
955    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
956    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
957
958 static void
959 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
960                                     struct expr *expr)
961 {
962   edge pred;
963   rtx avail_insn = NULL_RTX;
964   rtx avail_reg;
965   rtx dest, pat;
966   struct occr *a_occr;
967   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
968   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
969   int npred_ok = 0;
970   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
971   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
972   edge_iterator ei;
973   bool critical_edge_split = false;
974
975   /* The execution count of the loads to be added to make the
976      load fully redundant.  */
977   gcov_type not_ok_count = 0;
978   basic_block pred_bb;
979
980   pat = PATTERN (insn);
981   dest = SET_DEST (pat);
982
983   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
984      beginning of the block.  */
985   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
986       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
987     return;
988
989   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
990   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
991     {
992       rtx next_pred_bb_end;
993
994       avail_insn = NULL_RTX;
995       avail_reg = NULL_RTX;
996       pred_bb = pred->src;
997       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
998       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
999            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
1000         {
1001           /* Check if the loaded register is not used.  */
1002           avail_insn = a_occr->insn;
1003           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1004           gcc_assert (avail_reg);
1005           
1006           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
1007              dest.  */
1008           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1009                                        copy_rtx (avail_reg)));
1010           if (! constrain_operands (1)
1011               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1012               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1013             {
1014               avail_insn = NULL;
1015               continue;
1016             }
1017           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1018             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1019             break;
1020           else
1021             avail_insn = NULL;
1022         }
1023
1024       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1025         critical_count += pred->count;
1026
1027       if (avail_insn != NULL_RTX)
1028         {
1029           npred_ok++;
1030           ok_count += pred->count;
1031           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1032                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1033             {
1034               /* Check if there is going to be a split.  */
1035               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1036                 critical_edge_split = true;
1037             }
1038           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1039             continue;
1040           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1041                                                   sizeof (struct unoccr));
1042           occr->insn = avail_insn;
1043           occr->pred = pred;
1044           occr->next = avail_occrs;
1045           avail_occrs = occr;
1046           if (! rollback_unoccr)
1047             rollback_unoccr = occr;
1048         }
1049       else
1050         {
1051           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1052           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1053             critical_edge_split = true;
1054           not_ok_count += pred->count;
1055           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1056                                                     sizeof (struct unoccr));
1057           unoccr->insn = NULL_RTX;
1058           unoccr->pred = pred;
1059           unoccr->next = unavail_occrs;
1060           unavail_occrs = unoccr;
1061           if (! rollback_unoccr)
1062             rollback_unoccr = unoccr;
1063         }
1064     }
1065
1066   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1067       npred_ok == 0
1068       /* Prevent exploding the code.  */ 
1069       || (optimize_bb_for_size_p (bb) && npred_ok > 1)
1070       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting 
1071          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1072       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1073            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1074           && critical_edge_split))
1075     goto cleanup;
1076
1077   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1078   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1079     goto cleanup;
1080   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1081     goto cleanup;
1082
1083   /* Generate moves to the loaded register from where
1084      the memory is available.  */
1085   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1086     {
1087       avail_insn = occr->insn;
1088       pred = occr->pred;
1089       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1090          memory.  */
1091       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1092       gcc_assert (avail_reg);
1093
1094       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1095                                           copy_rtx (avail_reg)),
1096                            pred);
1097       stats.moves_inserted++;
1098
1099       if (dump_file)
1100         fprintf (dump_file,
1101                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1102                  REGNO (avail_reg),
1103                  REGNO (dest),
1104                  pred->src->index,
1105                  pred->dest->index);
1106     }
1107
1108   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1109   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1110     {
1111       pred = unoccr->pred;
1112       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1113       stats.copies_inserted++;
1114
1115       if (dump_file)
1116         {
1117           fprintf (dump_file,
1118                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1119                    pred->src->index,
1120                    pred->dest->index);
1121           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1122           fprintf (dump_file, "\n");
1123         }
1124     }
1125
1126   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1127      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1128      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1129   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1130        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1131        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next));
1132
1133   if (!a_occr)
1134     {
1135       stats.insns_deleted++;
1136
1137       if (dump_file)
1138         {
1139           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1140           print_rtl_single (dump_file, insn);
1141           fprintf (dump_file, "\n");
1142         }
1143       delete_insn (insn);
1144     }
1145   else
1146     a_occr->deleted_p = 1;
1147
1148 cleanup:
1149   if (rollback_unoccr)
1150     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1151 }
1152
1153 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1154
1155 static void
1156 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1157 {
1158   rtx insn;
1159   basic_block bb;
1160
1161   /* Note we start at block 1.  */
1162
1163   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1164     return;
1165
1166   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1167                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1168                   EXIT_BLOCK_PTR,
1169                   next_bb)
1170     {
1171       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1172       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1173         continue;
1174
1175       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1176       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
1177         continue;
1178
1179       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1180          basic block.  */
1181       reset_opr_set_tables ();
1182
1183       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1184          any loads in it that we can record.  */
1185       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1186         {
1187           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1188           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1189               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1190               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1191               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1192             {
1193               rtx pat = PATTERN (insn);
1194               rtx src = SET_SRC (pat);
1195               struct expr *expr;
1196
1197               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1198                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1199                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1200                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1201                      block?  */
1202                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1203                   && !(flag_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1204                   && !side_effects_p (src)
1205                   /* Is the expression recorded?  */
1206                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1207                 {
1208                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1209                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1210                      redundant.  */
1211                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1212                 }
1213             }
1214
1215           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1216              know what has been modified since the start of the current
1217              basic block.  */
1218           if (INSN_P (insn))
1219             record_opr_changes (insn);
1220         }
1221     }
1222
1223   commit_edge_insertions ();
1224 }
1225
1226 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1227    marked for later deletion.  */
1228
1229 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1230 static int
1231 delete_redundant_insns_1 (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1232 {
1233   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
1234   struct occr *occr;
1235
1236   for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1237     {
1238       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1239         {
1240           delete_insn (occr->insn);
1241           stats.insns_deleted++;
1242
1243           if (dump_file)
1244             {
1245               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1246               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1247               fprintf (dump_file, "\n");
1248             }
1249         }
1250     }
1251
1252   return 1;
1253 }
1254
1255 static void
1256 delete_redundant_insns (void)
1257 {
1258   htab_traverse (expr_table, delete_redundant_insns_1, NULL);
1259   if (dump_file)
1260     fprintf (dump_file, "\n");
1261 }
1262
1263 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1264    due to spilling.  */
1265
1266 static void
1267 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1268 {
1269
1270   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1271
1272   /* Allocate memory for this pass.
1273      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1274   alloc_mem ();
1275
1276   /* We need alias analysis.  */
1277   init_alias_analysis ();
1278
1279   compute_hash_table ();
1280
1281   if (dump_file)
1282     dump_hash_table (dump_file);
1283
1284   if (htab_elements (expr_table) > 0)
1285     {
1286       eliminate_partially_redundant_loads ();
1287       delete_redundant_insns ();
1288
1289       if (dump_file)
1290         {
1291           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1292           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1293           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1294           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1295           fprintf (dump_file, "\n\n");
1296         }
1297     }
1298     
1299   /* We are finished with alias.  */
1300   end_alias_analysis ();
1301
1302   free_mem ();
1303 }
1304
1305 \f
1306 static bool
1307 gate_handle_gcse2 (void)
1308 {
1309   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload
1310           && optimize_function_for_speed_p (cfun));
1311 }
1312
1313
1314 static unsigned int
1315 rest_of_handle_gcse2 (void)
1316 {
1317   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1318   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1319   return 0;
1320 }
1321
1322 struct rtl_opt_pass pass_gcse2 =
1323 {
1324  {
1325   RTL_PASS,
1326   "gcse2",                              /* name */
1327   gate_handle_gcse2,                    /* gate */
1328   rest_of_handle_gcse2,                 /* execute */
1329   NULL,                                 /* sub */
1330   NULL,                                 /* next */
1331   0,                                    /* static_pass_number */
1332   TV_GCSE_AFTER_RELOAD,                 /* tv_id */
1333   0,                                    /* properties_required */
1334   0,                                    /* properties_provided */
1335   0,                                    /* properties_destroyed */
1336   0,                                    /* todo_flags_start */
1337   TODO_dump_func | TODO_verify_rtl_sharing
1338   | TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect /* todo_flags_finish */
1339  }
1340 };
1341