OSDN Git Service

PR testsuite/50796
[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                        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 ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL_CALL) && cfun->has_nonlocal_label)
927         return false;
928
929       if (JUMP_TABLE_DATA_P (BB_END (pred->src)))
930         return false;
931     }
932   return true;
933 }
934
935
936 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
937
938 static struct occr*
939 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
940 {
941   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
942     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
943       return occr;
944   return NULL;
945 }
946
947
948 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
949    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
950    worth it.
951
952    Redundancy elimination is possible if,
953    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
954       of the current basic block.
955    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
956       is generated.
957
958    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
959    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
960
961 static void
962 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
963                                     struct expr *expr)
964 {
965   edge pred;
966   rtx avail_insn = NULL_RTX;
967   rtx avail_reg;
968   rtx dest, pat;
969   struct occr *a_occr;
970   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
971   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
972   int npred_ok = 0;
973   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
974   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
975   edge_iterator ei;
976   bool critical_edge_split = false;
977
978   /* The execution count of the loads to be added to make the
979      load fully redundant.  */
980   gcov_type not_ok_count = 0;
981   basic_block pred_bb;
982
983   pat = PATTERN (insn);
984   dest = SET_DEST (pat);
985
986   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
987      beginning of the block.  */
988   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
989       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
990     return;
991
992   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
993   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
994     {
995       rtx next_pred_bb_end;
996
997       avail_insn = NULL_RTX;
998       avail_reg = NULL_RTX;
999       pred_bb = pred->src;
1000       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
1001       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
1002            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
1003         {
1004           /* Check if the loaded register is not used.  */
1005           avail_insn = a_occr->insn;
1006           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1007           gcc_assert (avail_reg);
1008
1009           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
1010              dest.  */
1011           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1012                                        copy_rtx (avail_reg)));
1013           if (! constrain_operands (1)
1014               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1015               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1016             {
1017               avail_insn = NULL;
1018               continue;
1019             }
1020           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1021             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1022             break;
1023           else
1024             avail_insn = NULL;
1025         }
1026
1027       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1028         critical_count += pred->count;
1029
1030       if (avail_insn != NULL_RTX)
1031         {
1032           npred_ok++;
1033           ok_count += pred->count;
1034           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1035                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1036             {
1037               /* Check if there is going to be a split.  */
1038               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1039                 critical_edge_split = true;
1040             }
1041           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1042             continue;
1043           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1044                                                   sizeof (struct unoccr));
1045           occr->insn = avail_insn;
1046           occr->pred = pred;
1047           occr->next = avail_occrs;
1048           avail_occrs = occr;
1049           if (! rollback_unoccr)
1050             rollback_unoccr = occr;
1051         }
1052       else
1053         {
1054           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1055           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1056             critical_edge_split = true;
1057           not_ok_count += pred->count;
1058           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1059                                                     sizeof (struct unoccr));
1060           unoccr->insn = NULL_RTX;
1061           unoccr->pred = pred;
1062           unoccr->next = unavail_occrs;
1063           unavail_occrs = unoccr;
1064           if (! rollback_unoccr)
1065             rollback_unoccr = unoccr;
1066         }
1067     }
1068
1069   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1070       npred_ok == 0
1071       /* Prevent exploding the code.  */
1072       || (optimize_bb_for_size_p (bb) && npred_ok > 1)
1073       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting
1074          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1075       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1076            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1077           && critical_edge_split))
1078     goto cleanup;
1079
1080   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1081   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1082     goto cleanup;
1083   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1084     goto cleanup;
1085
1086   /* Generate moves to the loaded register from where
1087      the memory is available.  */
1088   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1089     {
1090       avail_insn = occr->insn;
1091       pred = occr->pred;
1092       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1093          memory.  */
1094       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1095       gcc_assert (avail_reg);
1096
1097       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1098                                           copy_rtx (avail_reg)),
1099                            pred);
1100       stats.moves_inserted++;
1101
1102       if (dump_file)
1103         fprintf (dump_file,
1104                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1105                  REGNO (avail_reg),
1106                  REGNO (dest),
1107                  pred->src->index,
1108                  pred->dest->index);
1109     }
1110
1111   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1112   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1113     {
1114       pred = unoccr->pred;
1115       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1116       stats.copies_inserted++;
1117
1118       if (dump_file)
1119         {
1120           fprintf (dump_file,
1121                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1122                    pred->src->index,
1123                    pred->dest->index);
1124           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1125           fprintf (dump_file, "\n");
1126         }
1127     }
1128
1129   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1130      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1131      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1132   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1133        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1134        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next))
1135     ;
1136
1137   if (!a_occr)
1138     {
1139       stats.insns_deleted++;
1140
1141       if (dump_file)
1142         {
1143           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1144           print_rtl_single (dump_file, insn);
1145           fprintf (dump_file, "\n");
1146         }
1147       delete_insn (insn);
1148     }
1149   else
1150     a_occr->deleted_p = 1;
1151
1152 cleanup:
1153   if (rollback_unoccr)
1154     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1155 }
1156
1157 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1158
1159 static void
1160 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1161 {
1162   rtx insn;
1163   basic_block bb;
1164
1165   /* Note we start at block 1.  */
1166
1167   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1168     return;
1169
1170   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1171                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1172                   EXIT_BLOCK_PTR,
1173                   next_bb)
1174     {
1175       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1176       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1177         continue;
1178
1179       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1180       if (optimize_bb_for_size_p (bb))
1181         continue;
1182
1183       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1184          basic block.  */
1185       reset_opr_set_tables ();
1186
1187       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1188          any loads in it that we can record.  */
1189       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1190         {
1191           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1192           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1193               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1194               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1195               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1196             {
1197               rtx pat = PATTERN (insn);
1198               rtx src = SET_SRC (pat);
1199               struct expr *expr;
1200
1201               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1202                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1203                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1204                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1205                      block?  */
1206                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1207                   && !(cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1208                   && !side_effects_p (src)
1209                   /* Is the expression recorded?  */
1210                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1211                 {
1212                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1213                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1214                      redundant.  */
1215                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1216                 }
1217             }
1218
1219           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1220              know what has been modified since the start of the current
1221              basic block.  */
1222           if (INSN_P (insn))
1223             record_opr_changes (insn);
1224         }
1225     }
1226
1227   commit_edge_insertions ();
1228 }
1229
1230 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1231    marked for later deletion.  */
1232
1233 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1234 static int
1235 delete_redundant_insns_1 (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1236 {
1237   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
1238   struct occr *occr;
1239
1240   for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1241     {
1242       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1243         {
1244           delete_insn (occr->insn);
1245           stats.insns_deleted++;
1246
1247           if (dump_file)
1248             {
1249               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1250               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1251               fprintf (dump_file, "\n");
1252             }
1253         }
1254     }
1255
1256   return 1;
1257 }
1258
1259 static void
1260 delete_redundant_insns (void)
1261 {
1262   htab_traverse (expr_table, delete_redundant_insns_1, NULL);
1263   if (dump_file)
1264     fprintf (dump_file, "\n");
1265 }
1266
1267 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1268    due to spilling.  */
1269
1270 static void
1271 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1272 {
1273
1274   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1275
1276   /* Allocate memory for this pass.
1277      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1278   alloc_mem ();
1279
1280   /* We need alias analysis.  */
1281   init_alias_analysis ();
1282
1283   compute_hash_table ();
1284
1285   if (dump_file)
1286     dump_hash_table (dump_file);
1287
1288   if (htab_elements (expr_table) > 0)
1289     {
1290       eliminate_partially_redundant_loads ();
1291       delete_redundant_insns ();
1292
1293       if (dump_file)
1294         {
1295           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1296           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1297           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1298           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1299           fprintf (dump_file, "\n\n");
1300         }
1301
1302       statistics_counter_event (cfun, "copies inserted",
1303                                 stats.copies_inserted);
1304       statistics_counter_event (cfun, "moves inserted",
1305                                 stats.moves_inserted);
1306       statistics_counter_event (cfun, "insns deleted",
1307                                 stats.insns_deleted);
1308     }
1309
1310   /* We are finished with alias.  */
1311   end_alias_analysis ();
1312
1313   free_mem ();
1314 }
1315
1316 \f
1317 static bool
1318 gate_handle_gcse2 (void)
1319 {
1320   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload
1321           && optimize_function_for_speed_p (cfun));
1322 }
1323
1324
1325 static unsigned int
1326 rest_of_handle_gcse2 (void)
1327 {
1328   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1329   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1330   return 0;
1331 }
1332
1333 struct rtl_opt_pass pass_gcse2 =
1334 {
1335  {
1336   RTL_PASS,
1337   "gcse2",                              /* name */
1338   gate_handle_gcse2,                    /* gate */
1339   rest_of_handle_gcse2,                 /* execute */
1340   NULL,                                 /* sub */
1341   NULL,                                 /* next */
1342   0,                                    /* static_pass_number */
1343   TV_GCSE_AFTER_RELOAD,                 /* tv_id */
1344   0,                                    /* properties_required */
1345   0,                                    /* properties_provided */
1346   0,                                    /* properties_destroyed */
1347   0,                                    /* todo_flags_start */
1348   TODO_verify_rtl_sharing
1349   | TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect /* todo_flags_finish */
1350  }
1351 };