OSDN Git Service

Change copyright header to refer to version 3 of the GNU General Public License and...
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / postreload-gcse.c
1 /* Post reload partially redundant load elimination
2    Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007
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, int);
179 static void record_last_mem_set_info (rtx);
180 static void record_last_set_info (rtx, rtx, void *);
181 static void record_opr_changes (rtx);
182
183 static void find_mem_conflicts (rtx, 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 && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
366     {
367       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
368          the list.  */
369       last_occr = avail_occr;
370       avail_occr = avail_occr->next;
371     }
372
373   if (avail_occr)
374     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
375        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
376        the last one in the block and the block is scanned from start
377        to end.  */
378     avail_occr->insn = insn;
379   else
380     {
381       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
382       avail_occr = (struct occr *) obstack_alloc (&occr_obstack,
383                                                   sizeof (struct occr));
384
385       /* First occurrence of this expression in any block?  */
386       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
387         cur_expr->avail_occr = avail_occr;
388       else
389         last_occr->next = avail_occr;
390
391       avail_occr->insn = insn;
392       avail_occr->next = NULL;
393       avail_occr->deleted_p = 0;
394     }
395 }
396 \f
397
398 /* Lookup pattern PAT in the expression hash table.
399    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
400
401 static struct expr *
402 lookup_expr_in_table (rtx pat)
403 {
404   int do_not_record_p;
405   struct expr **slot, *tmp_expr;
406   hashval_t hash = hash_expr (pat, &do_not_record_p);
407
408   if (do_not_record_p)
409     return NULL;
410
411   tmp_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
412                                             sizeof (struct expr));
413   tmp_expr->expr = pat;
414   tmp_expr->hash = hash;
415   tmp_expr->avail_occr = NULL;
416
417   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, tmp_expr,
418                                                     hash, INSERT);
419   obstack_free (&expr_obstack, tmp_expr);
420
421   if (!slot)
422     return NULL;
423   else
424     return (*slot);
425 }
426 \f
427
428 /* Dump all expressions and occurrences that are currently in the
429    expression hash table to FILE.  */
430
431 /* This helper is called via htab_traverse.  */
432 static int
433 dump_hash_table_entry (void **slot, void *filep)
434 {
435   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
436   FILE *file = (FILE *) filep;
437   struct occr *occr;
438
439   fprintf (file, "expr: ");
440   print_rtl (file, expr->expr);
441   fprintf (file,"\nhashcode: %u\n", expr->hash);
442   fprintf (file,"list of occurrences:\n");
443   occr = expr->avail_occr;
444   while (occr)
445     {
446       rtx insn = occr->insn;
447       print_rtl_single (file, insn);
448       fprintf (file, "\n");
449       occr = occr->next;
450     }
451   fprintf (file, "\n");
452   return 1;
453 }
454
455 static void
456 dump_hash_table (FILE *file)
457 {
458   fprintf (file, "\n\nexpression hash table\n");
459   fprintf (file, "size %ld, %ld elements, %f collision/search ratio\n",
460            (long) htab_size (expr_table),
461            (long) htab_elements (expr_table),
462            htab_collisions (expr_table));
463   if (htab_elements (expr_table) > 0)
464     {
465       fprintf (file, "\n\ntable entries:\n");
466       htab_traverse (expr_table, dump_hash_table_entry, file);
467     }
468   fprintf (file, "\n");
469 }
470 \f
471 /* Return true if register X is recorded as being set by an instruction
472    whose CUID is greater than the one given.  */
473
474 static bool
475 reg_changed_after_insn_p (rtx x, int cuid)
476 {
477   unsigned int regno, end_regno;
478
479   regno = REGNO (x);
480   end_regno = END_HARD_REGNO (x);
481   do
482     if (reg_avail_info[regno] > cuid)
483       return true;
484   while (++regno < end_regno);
485   return false;
486 }
487
488 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged
489    1) from the start of INSN's basic block up to but not including INSN
490       if AFTER_INSN is false, or
491    2) from INSN to the end of INSN's basic block if AFTER_INSN is true.  */
492
493 static bool
494 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx insn, bool after_insn)
495 {
496   int i, j;
497   enum rtx_code code;
498   const char *fmt;
499
500   if (x == 0)
501     return 1;
502
503   code = GET_CODE (x);
504   switch (code)
505     {
506     case REG:
507       /* We are called after register allocation.  */
508       gcc_assert (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
509       if (after_insn)
510         return !reg_changed_after_insn_p (x, INSN_CUID (insn) - 1);
511       else
512         return !reg_changed_after_insn_p (x, 0);
513
514     case MEM:
515       if (load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn), x, after_insn))
516         return 0;
517       else
518         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, after_insn);
519
520     case PC:
521     case CC0: /*FIXME*/
522     case CONST:
523     case CONST_INT:
524     case CONST_DOUBLE:
525     case CONST_VECTOR:
526     case SYMBOL_REF:
527     case LABEL_REF:
528     case ADDR_VEC:
529     case ADDR_DIFF_VEC:
530       return 1;
531
532     case PRE_DEC:
533     case PRE_INC:
534     case POST_DEC:
535     case POST_INC:
536     case PRE_MODIFY:
537     case POST_MODIFY:
538       if (after_insn)
539         return 0;
540       break;
541
542     default:
543       break;
544     }
545
546   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
547     {
548       if (fmt[i] == 'e')
549         {
550           if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, after_insn))
551             return 0;
552         }
553       else if (fmt[i] == 'E')
554         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
555           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, after_insn))
556             return 0;
557     }
558
559   return 1;
560 }
561 \f
562
563 /* Used for communication between find_mem_conflicts and
564    load_killed_in_block_p.  Nonzero if find_mem_conflicts finds a
565    conflict between two memory references.
566    This is a bit of a hack to work around the limitations of note_stores.  */
567 static int mems_conflict_p;
568
569 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
570    possibly conflicts with the load found in DATA, then set mems_conflict_p
571    to a nonzero value.  */
572
573 static void
574 find_mem_conflicts (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
575                     void *data)
576 {
577   rtx mem_op = (rtx) data;
578
579   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
580          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
581          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
582     dest = XEXP (dest, 0);
583
584   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
585      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
586      elsewhere.  */
587   if (! MEM_P (dest))
588     return;
589
590   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mem_op,
591                        rtx_addr_varies_p))
592     mems_conflict_p = 1;
593 }
594 \f
595
596 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
597    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
598    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
599
600    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
601    the hash table construction or redundancy elimination phases start
602    processing a new basic block.  */
603
604 static int
605 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
606 {
607   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
608
609   while (list_entry)
610     {
611       rtx setter = list_entry->insn;
612
613       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
614       if ((after_insn
615            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
616           || (! after_insn
617               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
618         {
619           list_entry = list_entry->next;
620           continue;
621         }
622
623       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
624          to pure functions are never put on the list, so we need not
625          worry about them.  */
626       if (CALL_P (setter))
627         return 1;
628
629       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
630          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
631          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
632          conflict between X and SETTER.  */
633       mems_conflict_p = 0;
634       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
635       if (mems_conflict_p)
636         return 1;
637
638       list_entry = list_entry->next;
639     }
640   return 0;
641 }
642 \f
643
644 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
645
646 static inline void
647 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
648 {
649   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
650 }
651
652
653 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
654    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
655    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
656
657 static void
658 record_last_mem_set_info (rtx insn)
659 {
660   struct modifies_mem *list_entry;
661
662   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
663                                                       sizeof (struct modifies_mem));
664   list_entry->insn = insn;
665   list_entry->next = modifies_mem_list;
666   modifies_mem_list = list_entry;
667 }
668
669 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
670    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
671    the SET is taking place.  */
672
673 static void
674 record_last_set_info (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
675 {
676   rtx last_set_insn = (rtx) data;
677
678   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
679     dest = SUBREG_REG (dest);
680
681   if (REG_P (dest))
682     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
683   else if (MEM_P (dest))
684     {
685       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
686          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
687          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
688          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
689          such changes here too.  */
690       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
691         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
692       else
693         record_last_reg_set_info (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
694     }
695 }
696
697
698 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
699    start of the block.  */
700
701 static void
702 reset_opr_set_tables (void)
703 {
704   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
705   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
706   modifies_mem_list = NULL;
707 }
708 \f
709
710 /* Record things set by INSN.
711    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
712
713 static void
714 record_opr_changes (rtx insn)
715 {
716   rtx note;
717
718   /* Find all stores and record them.  */
719   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
720
721   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
722   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
723     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
724       record_last_reg_set_info (insn, REGNO (XEXP (note, 0)));
725
726   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
727   if (CALL_P (insn))
728     {
729       unsigned int regno, end_regno;
730       rtx link, x;
731
732       for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
733         if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
734           record_last_reg_set_info (insn, regno);
735
736       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
737         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
738           {
739             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
740             if (REG_P (x))
741               {
742                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
743                 regno = REGNO (x);
744                 end_regno = END_HARD_REGNO (x);
745                 do
746                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
747                 while (++regno < end_regno);
748               }
749           }
750
751       if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
752         record_last_mem_set_info (insn);
753     }
754 }
755 \f
756
757 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
758    After reload we are interested in loads/stores only.  */
759
760 static void
761 hash_scan_set (rtx insn)
762 {
763   rtx pat = PATTERN (insn);
764   rtx src = SET_SRC (pat);
765   rtx dest = SET_DEST (pat);
766
767   /* We are only interested in loads and stores.  */
768   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
769     return;
770
771   /* Don't mess with jumps and nops.  */
772   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
773     return;
774
775   if (REG_P (dest))
776     {
777       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
778           can_copy_p (GET_MODE (dest))
779           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
780           && general_operand (src, GET_MODE (src))
781 #ifdef STACK_REGS
782           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
783              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
784              register live across an abnormal edge).  */
785           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
786 #endif
787           /* An expression is not available if its operands are
788              subsequently modified, including this insn.  */
789           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
790         {
791           insert_expr_in_table (src, insn);
792         }
793     }
794   else if (REG_P (src))
795     {
796       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
797       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
798           can_copy_p (GET_MODE (src))
799           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
800           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
801 #ifdef STACK_REGS
802           /* As above for STACK_REGS.  */
803           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
804 #endif
805           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
806           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
807           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
808           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
809         {
810           insert_expr_in_table (dest, insn);
811         }
812     }
813 }
814 \f
815
816 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
817    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
818    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
819    is generated in a basic block and not killed before the end of the
820    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
821
822 static void
823 compute_hash_table (void)
824 {
825   basic_block bb;
826
827   FOR_EACH_BB (bb)
828     {
829       rtx insn;
830
831       /* First pass over the instructions records information used to
832          determine when registers and memory are last set.
833          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
834          help us keep track of what has been modified since the start
835          of the block.  */
836       reset_opr_set_tables ();
837       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
838         {
839           if (INSN_P (insn))
840             record_opr_changes (insn);
841         }
842
843       /* The next pass actually builds the hash table.  */
844       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
845         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
846           hash_scan_set (insn);
847     }
848 }
849 \f
850
851 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
852    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
853    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
854
855 static bool
856 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
857 {
858   rtx insn;
859
860   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
861     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
862       return true;
863
864   return false;
865 }
866
867 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
868    to be inserted on edge E.
869    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
870    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
871
872 static bool
873 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
874 {
875   rtx insn;
876
877   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
878     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
879       return true;
880
881   return false;
882 }
883 \f
884 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
885
886 static rtx
887 get_avail_load_store_reg (rtx insn)
888 {
889   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
890     /* A load.  */
891     return SET_DEST(PATTERN(insn));
892   else
893     {
894       /* A store.  */
895       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
896       return SET_SRC (PATTERN (insn));
897     }
898 }
899
900 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
901
902 static bool
903 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
904 {
905   edge pred;
906   edge_iterator ei;
907
908   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
909     return false;
910
911   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
912     {
913       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
914         return false;
915
916       if (JUMP_TABLE_DATA_P (BB_END (pred->src)))
917         return false;
918     }
919   return true;
920 }
921
922
923 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
924
925 static struct occr*
926 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
927 {
928   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
929     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
930       return occr;
931   return NULL;
932 }
933
934
935 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
936    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
937    worth it.
938
939    Redundancy elimination is possible if,
940    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
941       of the current basic block.
942    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
943       is generated.
944
945    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
946    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
947
948 static void
949 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
950                                     struct expr *expr)
951 {
952   edge pred;
953   rtx avail_insn = NULL_RTX;
954   rtx avail_reg;
955   rtx dest, pat;
956   struct occr *a_occr;
957   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
958   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
959   int npred_ok = 0;
960   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
961   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
962   edge_iterator ei;
963   bool critical_edge_split = false;
964
965   /* The execution count of the loads to be added to make the
966      load fully redundant.  */
967   gcov_type not_ok_count = 0;
968   basic_block pred_bb;
969
970   pat = PATTERN (insn);
971   dest = SET_DEST (pat);
972
973   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
974      beginning of the block.  */
975   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
976       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
977     return;
978
979   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
980   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
981     {
982       rtx next_pred_bb_end;
983
984       avail_insn = NULL_RTX;
985       avail_reg = NULL_RTX;
986       pred_bb = pred->src;
987       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
988       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
989            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
990         {
991           /* Check if the loaded register is not used.  */
992           avail_insn = a_occr->insn;
993           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
994           gcc_assert (avail_reg);
995           
996           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
997              dest.  */
998           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
999                                        copy_rtx (avail_reg)));
1000           if (! constrain_operands (1)
1001               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1002               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1003             {
1004               avail_insn = NULL;
1005               continue;
1006             }
1007           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1008             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1009             break;
1010           else
1011             avail_insn = NULL;
1012         }
1013
1014       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1015         critical_count += pred->count;
1016
1017       if (avail_insn != NULL_RTX)
1018         {
1019           npred_ok++;
1020           ok_count += pred->count;
1021           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1022                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1023             {
1024               /* Check if there is going to be a split.  */
1025               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1026                 critical_edge_split = true;
1027             }
1028           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1029             continue;
1030           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1031                                                   sizeof (struct unoccr));
1032           occr->insn = avail_insn;
1033           occr->pred = pred;
1034           occr->next = avail_occrs;
1035           avail_occrs = occr;
1036           if (! rollback_unoccr)
1037             rollback_unoccr = occr;
1038         }
1039       else
1040         {
1041           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1042           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1043             critical_edge_split = true;
1044           not_ok_count += pred->count;
1045           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1046                                                     sizeof (struct unoccr));
1047           unoccr->insn = NULL_RTX;
1048           unoccr->pred = pred;
1049           unoccr->next = unavail_occrs;
1050           unavail_occrs = unoccr;
1051           if (! rollback_unoccr)
1052             rollback_unoccr = unoccr;
1053         }
1054     }
1055
1056   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1057       npred_ok == 0
1058       /* Prevent exploding the code.  */ 
1059       || (optimize_size && npred_ok > 1)
1060       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting 
1061          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1062       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1063            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1064           && critical_edge_split))
1065     goto cleanup;
1066
1067   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1068   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1069     goto cleanup;
1070   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1071     goto cleanup;
1072
1073   /* Generate moves to the loaded register from where
1074      the memory is available.  */
1075   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1076     {
1077       avail_insn = occr->insn;
1078       pred = occr->pred;
1079       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1080          memory.  */
1081       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1082       gcc_assert (avail_reg);
1083
1084       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1085                                           copy_rtx (avail_reg)),
1086                            pred);
1087       stats.moves_inserted++;
1088
1089       if (dump_file)
1090         fprintf (dump_file,
1091                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1092                  REGNO (avail_reg),
1093                  REGNO (dest),
1094                  pred->src->index,
1095                  pred->dest->index);
1096     }
1097
1098   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1099   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1100     {
1101       pred = unoccr->pred;
1102       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1103       stats.copies_inserted++;
1104
1105       if (dump_file)
1106         {
1107           fprintf (dump_file,
1108                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1109                    pred->src->index,
1110                    pred->dest->index);
1111           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1112           fprintf (dump_file, "\n");
1113         }
1114     }
1115
1116   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1117      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1118      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1119   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1120        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1121        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next));
1122
1123   if (!a_occr)
1124     {
1125       stats.insns_deleted++;
1126
1127       if (dump_file)
1128         {
1129           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1130           print_rtl_single (dump_file, insn);
1131           fprintf (dump_file, "\n");
1132         }
1133       delete_insn (insn);
1134     }
1135   else
1136     a_occr->deleted_p = 1;
1137
1138 cleanup:
1139   if (rollback_unoccr)
1140     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1141 }
1142
1143 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1144
1145 static void
1146 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1147 {
1148   rtx insn;
1149   basic_block bb;
1150
1151   /* Note we start at block 1.  */
1152
1153   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1154     return;
1155
1156   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1157                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1158                   EXIT_BLOCK_PTR,
1159                   next_bb)
1160     {
1161       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1162       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1163         continue;
1164
1165       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1166       if (probably_cold_bb_p (bb))
1167         continue;
1168
1169       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1170          basic block.  */
1171       reset_opr_set_tables ();
1172
1173       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1174          any loads in it that we can record.  */
1175       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1176         {
1177           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1178           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1179               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1180               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1181               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1182             {
1183               rtx pat = PATTERN (insn);
1184               rtx src = SET_SRC (pat);
1185               struct expr *expr;
1186
1187               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1188                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1189                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1190                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1191                      block?  */
1192                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1193                   && !(flag_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1194                   && !side_effects_p (src)
1195                   /* Is the expression recorded?  */
1196                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1197                 {
1198                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1199                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1200                      redundant.  */
1201                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1202                 }
1203             }
1204
1205           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1206              know what has been modified since the start of the current
1207              basic block.  */
1208           if (INSN_P (insn))
1209             record_opr_changes (insn);
1210         }
1211     }
1212
1213   commit_edge_insertions ();
1214 }
1215
1216 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1217    marked for later deletion.  */
1218
1219 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1220 static int
1221 delete_redundant_insns_1 (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1222 {
1223   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
1224   struct occr *occr;
1225
1226   for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1227     {
1228       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1229         {
1230           delete_insn (occr->insn);
1231           stats.insns_deleted++;
1232
1233           if (dump_file)
1234             {
1235               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1236               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1237               fprintf (dump_file, "\n");
1238             }
1239         }
1240     }
1241
1242   return 1;
1243 }
1244
1245 static void
1246 delete_redundant_insns (void)
1247 {
1248   htab_traverse (expr_table, delete_redundant_insns_1, NULL);
1249   if (dump_file)
1250     fprintf (dump_file, "\n");
1251 }
1252
1253 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1254    due to spilling.  */
1255
1256 static void
1257 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1258 {
1259
1260   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1261
1262   /* Allocate ememory for this pass.
1263      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1264   alloc_mem ();
1265
1266   /* We need alias analysis.  */
1267   init_alias_analysis ();
1268
1269   compute_hash_table ();
1270
1271   if (dump_file)
1272     dump_hash_table (dump_file);
1273
1274   if (htab_elements (expr_table) > 0)
1275     {
1276       eliminate_partially_redundant_loads ();
1277       delete_redundant_insns ();
1278
1279       if (dump_file)
1280         {
1281           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1282           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1283           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1284           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1285           fprintf (dump_file, "\n\n");
1286         }
1287     }
1288     
1289   /* We are finished with alias.  */
1290   end_alias_analysis ();
1291
1292   free_mem ();
1293 }
1294
1295 \f
1296 static bool
1297 gate_handle_gcse2 (void)
1298 {
1299   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload);
1300 }
1301
1302
1303 static unsigned int
1304 rest_of_handle_gcse2 (void)
1305 {
1306   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1307   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1308   return 0;
1309 }
1310
1311 struct tree_opt_pass pass_gcse2 =
1312 {
1313   "gcse2",                              /* name */
1314   gate_handle_gcse2,                    /* gate */
1315   rest_of_handle_gcse2,                 /* execute */
1316   NULL,                                 /* sub */
1317   NULL,                                 /* next */
1318   0,                                    /* static_pass_number */
1319   TV_GCSE_AFTER_RELOAD,                 /* tv_id */
1320   0,                                    /* properties_required */
1321   0,                                    /* properties_provided */
1322   0,                                    /* properties_destroyed */
1323   0,                                    /* todo_flags_start */
1324   TODO_dump_func |
1325   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect,  /* todo_flags_finish */
1326   'J'                                   /* letter */
1327 };
1328