OSDN Git Service

* Makefile.in (reload1.o-warn): Remove.
[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 2, 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 COPYING.  If not, write to the Free
19 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
20 02110-1301, USA.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "tm.h"
26 #include "toplev.h"
27
28 #include "rtl.h"
29 #include "tree.h"
30 #include "tm_p.h"
31 #include "regs.h"
32 #include "hard-reg-set.h"
33 #include "flags.h"
34 #include "real.h"
35 #include "insn-config.h"
36 #include "recog.h"
37 #include "basic-block.h"
38 #include "output.h"
39 #include "function.h"
40 #include "expr.h"
41 #include "except.h"
42 #include "intl.h"
43 #include "obstack.h"
44 #include "hashtab.h"
45 #include "params.h"
46 #include "target.h"
47 #include "timevar.h"
48 #include "tree-pass.h"
49 #include "dbgcnt.h"
50
51 /* The following code implements gcse after reload, the purpose of this
52    pass is to cleanup redundant loads generated by reload and other
53    optimizations that come after gcse. It searches for simple inter-block
54    redundancies and tries to eliminate them by adding moves and loads
55    in cold places.
56
57    Perform partially redundant load elimination, try to eliminate redundant
58    loads created by the reload pass.  We try to look for full or partial
59    redundant loads fed by one or more loads/stores in predecessor BBs,
60    and try adding loads to make them fully redundant.  We also check if
61    it's worth adding loads to be able to delete the redundant load.
62
63    Algorithm:
64    1. Build available expressions hash table:
65        For each load/store instruction, if the loaded/stored memory didn't
66        change until the end of the basic block add this memory expression to
67        the hash table.
68    2. Perform Redundancy elimination:
69       For each load instruction do the following:
70          perform partial redundancy elimination, check if it's worth adding
71          loads to make the load fully redundant.  If so add loads and
72          register copies and delete the load.
73    3. Delete instructions made redundant in step 2.
74
75    Future enhancement:
76      If the loaded register is used/defined between load and some store,
77      look for some other free register between load and all its stores,
78      and replace the load with a copy from this register to the loaded
79      register.
80 */
81 \f
82
83 /* Keep statistics of this pass.  */
84 static struct
85 {
86   int moves_inserted;
87   int copies_inserted;
88   int insns_deleted;
89 } stats;
90
91 /* We need to keep a hash table of expressions.  The table entries are of
92    type 'struct expr', and for each expression there is a single linked
93    list of occurrences.  */
94
95 /* The table itself.  */
96 static htab_t expr_table;
97
98 /* Expression elements in the hash table.  */
99 struct expr
100 {
101   /* The expression (SET_SRC for expressions, PATTERN for assignments).  */
102   rtx expr;
103
104   /* The same hash for this entry.  */
105   hashval_t hash;
106
107   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.  */
108   struct occr *avail_occr;
109 };
110
111 static struct obstack expr_obstack;
112
113 /* Occurrence of an expression.
114    There is at most one occurrence per basic block.  If a pattern appears
115    more than once, the last appearance is used.  */
116
117 struct occr
118 {
119   /* Next occurrence of this expression.  */
120   struct occr *next;
121   /* The insn that computes the expression.  */
122   rtx insn;
123   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
124   char deleted_p;
125 };
126
127 static struct obstack occr_obstack;
128
129 /* The following structure holds the information about the occurrences of
130    the redundant instructions.  */
131 struct unoccr
132 {
133   struct unoccr *next;
134   edge pred;
135   rtx insn;
136 };
137
138 static struct obstack unoccr_obstack;
139
140 /* Array where each element is the CUID if the insn that last set the hard
141    register with the number of the element, since the start of the current
142    basic block.
143
144    This array is used during the building of the hash table (step 1) to
145    determine if a reg is killed before the end of a basic block.
146
147    It is also used when eliminating partial redundancies (step 2) to see
148    if a reg was modified since the start of a basic block.  */
149 static int *reg_avail_info;
150
151 /* A list of insns that may modify memory within the current basic block.  */
152 struct modifies_mem
153 {
154   rtx insn;
155   struct modifies_mem *next;
156 };
157 static struct modifies_mem *modifies_mem_list;
158
159 /* The modifies_mem structs also go on an obstack, only this obstack is
160    freed each time after completing the analysis or transformations on
161    a basic block.  So we allocate a dummy modifies_mem_obstack_bottom
162    object on the obstack to keep track of the bottom of the obstack.  */
163 static struct obstack modifies_mem_obstack;
164 static struct modifies_mem  *modifies_mem_obstack_bottom;
165
166 /* Mapping of insn UIDs to CUIDs.
167    CUIDs are like UIDs except they increase monotonically in each basic
168    block, have no gaps, and only apply to real insns.  */
169 static int *uid_cuid;
170 #define INSN_CUID(INSN) (uid_cuid[INSN_UID (INSN)])
171 \f
172
173 /* Helpers for memory allocation/freeing.  */
174 static void alloc_mem (void);
175 static void free_mem (void);
176
177 /* Support for hash table construction and transformations.  */
178 static bool oprs_unchanged_p (rtx, rtx, bool);
179 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
180 static void record_last_mem_set_info (rtx);
181 static void record_last_set_info (rtx, rtx, void *);
182 static void record_opr_changes (rtx);
183
184 static void find_mem_conflicts (rtx, rtx, void *);
185 static int load_killed_in_block_p (int, rtx, bool);
186 static void reset_opr_set_tables (void);
187
188 /* Hash table support.  */
189 static hashval_t hash_expr (rtx, int *);
190 static hashval_t hash_expr_for_htab (const void *);
191 static int expr_equiv_p (const void *, const void *);
192 static void insert_expr_in_table (rtx, rtx);
193 static struct expr *lookup_expr_in_table (rtx);
194 static int dump_hash_table_entry (void **, void *);
195 static void dump_hash_table (FILE *);
196
197 /* Helpers for eliminate_partially_redundant_load.  */
198 static bool reg_killed_on_edge (rtx, edge);
199 static bool reg_used_on_edge (rtx, edge);
200
201 static rtx get_avail_load_store_reg (rtx);
202
203 static bool bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block);
204 static struct occr* get_bb_avail_insn (basic_block, struct occr *);
205 static void hash_scan_set (rtx);
206 static void compute_hash_table (void);
207
208 /* The work horses of this pass.  */
209 static void eliminate_partially_redundant_load (basic_block,
210                                                 rtx,
211                                                 struct expr *);
212 static void eliminate_partially_redundant_loads (void);
213 \f
214
215 /* Allocate memory for the CUID mapping array and register/memory
216    tracking tables.  */
217
218 static void
219 alloc_mem (void)
220 {
221   int i;
222   basic_block bb;
223   rtx insn;
224
225   /* Find the largest UID and create a mapping from UIDs to CUIDs.  */
226   uid_cuid = XCNEWVEC (int, get_max_uid () + 1);
227   i = 1;
228   FOR_EACH_BB (bb)
229     FOR_BB_INSNS (bb, insn)
230       {
231         if (INSN_P (insn))
232           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i++;
233         else
234           uid_cuid[INSN_UID (insn)] = i;
235       }
236
237   /* Allocate the available expressions hash table.  We don't want to
238      make the hash table too small, but unnecessarily making it too large
239      also doesn't help.  The i/4 is a gcse.c relic, and seems like a
240      reasonable choice.  */
241   expr_table = htab_create (MAX (i / 4, 13),
242                             hash_expr_for_htab, expr_equiv_p, NULL);
243
244   /* We allocate everything on obstacks because we often can roll back
245      the whole obstack to some point.  Freeing obstacks is very fast.  */
246   gcc_obstack_init (&expr_obstack);
247   gcc_obstack_init (&occr_obstack);
248   gcc_obstack_init (&unoccr_obstack);
249   gcc_obstack_init (&modifies_mem_obstack);
250
251   /* Working array used to track the last set for each register
252      in the current block.  */
253   reg_avail_info = (int *) xmalloc (FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
254
255   /* Put a dummy modifies_mem object on the modifies_mem_obstack, so we
256      can roll it back in reset_opr_set_tables.  */
257   modifies_mem_obstack_bottom =
258     (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
259                                            sizeof (struct modifies_mem));
260 }
261
262 /* Free memory allocated by alloc_mem.  */
263
264 static void
265 free_mem (void)
266 {
267   free (uid_cuid);
268
269   htab_delete (expr_table);
270
271   obstack_free (&expr_obstack, NULL);
272   obstack_free (&occr_obstack, NULL);
273   obstack_free (&unoccr_obstack, NULL);
274   obstack_free (&modifies_mem_obstack, NULL);
275
276   free (reg_avail_info);
277 }
278 \f
279
280 /* Hash expression X.
281    DO_NOT_RECORD_P is a boolean indicating if a volatile operand is found
282    or if the expression contains something we don't want to insert in the
283    table.  */
284
285 static hashval_t
286 hash_expr (rtx x, int *do_not_record_p)
287 {
288   *do_not_record_p = 0;
289   return hash_rtx (x, GET_MODE (x), do_not_record_p,
290                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
291 }
292
293 /* Callback for hashtab.
294    Return the hash value for expression EXP.  We don't actually hash
295    here, we just return the cached hash value.  */
296
297 static hashval_t
298 hash_expr_for_htab (const void *expp)
299 {
300   struct expr *exp = (struct expr *) expp;
301   return exp->hash;
302 }
303
304 /* Callback for hashtab.
305    Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
306
307 static int
308 expr_equiv_p (const void *exp1p, const void *exp2p)
309 {
310   struct expr *exp1 = (struct expr *) exp1p;
311   struct expr *exp2 = (struct expr *) exp2p;
312   int equiv_p = exp_equiv_p (exp1->expr, exp2->expr, 0, true);
313   
314   gcc_assert (!equiv_p || exp1->hash == exp2->hash);
315   return equiv_p;
316 }
317 \f
318
319 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
320    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
321    basic block.  */
322
323 static void
324 insert_expr_in_table (rtx x, rtx insn)
325 {
326   int do_not_record_p;
327   hashval_t hash;
328   struct expr *cur_expr, **slot;
329   struct occr *avail_occr, *last_occr = NULL;
330
331   hash = hash_expr (x, &do_not_record_p);
332
333   /* Do not insert expression in the table if it contains volatile operands,
334      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
335      to or can't handle.  */
336   if (do_not_record_p)
337     return;
338
339   /* We anticipate that redundant expressions are rare, so for convenience
340      allocate a new hash table element here already and set its fields.
341      If we don't do this, we need a hack with a static struct expr.  Anyway,
342      obstack_free is really fast and one more obstack_alloc doesn't hurt if
343      we're going to see more expressions later on.  */
344   cur_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
345                                             sizeof (struct expr));
346   cur_expr->expr = x;
347   cur_expr->hash = hash;
348   cur_expr->avail_occr = NULL;
349
350   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, cur_expr,
351                                                     hash, INSERT);
352   
353   if (! (*slot))
354     /* The expression isn't found, so insert it.  */
355     *slot = cur_expr;
356   else
357     {
358       /* The expression is already in the table, so roll back the
359          obstack and use the existing table entry.  */
360       obstack_free (&expr_obstack, cur_expr);
361       cur_expr = *slot;
362     }
363
364   /* Search for another occurrence in the same basic block.  */
365   avail_occr = cur_expr->avail_occr;
366   while (avail_occr && BLOCK_NUM (avail_occr->insn) != BLOCK_NUM (insn))
367     {
368       /* If an occurrence isn't found, save a pointer to the end of
369          the list.  */
370       last_occr = avail_occr;
371       avail_occr = avail_occr->next;
372     }
373
374   if (avail_occr)
375     /* Found another instance of the expression in the same basic block.
376        Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
377        the last one in the block and the block is scanned from start
378        to end.  */
379     avail_occr->insn = insn;
380   else
381     {
382       /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
383       avail_occr = (struct occr *) obstack_alloc (&occr_obstack,
384                                                   sizeof (struct occr));
385
386       /* First occurrence of this expression in any block?  */
387       if (cur_expr->avail_occr == NULL)
388         cur_expr->avail_occr = avail_occr;
389       else
390         last_occr->next = avail_occr;
391
392       avail_occr->insn = insn;
393       avail_occr->next = NULL;
394       avail_occr->deleted_p = 0;
395     }
396 }
397 \f
398
399 /* Lookup pattern PAT in the expression hash table.
400    The result is a pointer to the table entry, or NULL if not found.  */
401
402 static struct expr *
403 lookup_expr_in_table (rtx pat)
404 {
405   int do_not_record_p;
406   struct expr **slot, *tmp_expr;
407   hashval_t hash = hash_expr (pat, &do_not_record_p);
408
409   if (do_not_record_p)
410     return NULL;
411
412   tmp_expr = (struct expr *) obstack_alloc (&expr_obstack,
413                                             sizeof (struct expr));
414   tmp_expr->expr = pat;
415   tmp_expr->hash = hash;
416   tmp_expr->avail_occr = NULL;
417
418   slot = (struct expr **) htab_find_slot_with_hash (expr_table, tmp_expr,
419                                                     hash, INSERT);
420   obstack_free (&expr_obstack, tmp_expr);
421
422   if (!slot)
423     return NULL;
424   else
425     return (*slot);
426 }
427 \f
428
429 /* Dump all expressions and occurrences that are currently in the
430    expression hash table to FILE.  */
431
432 /* This helper is called via htab_traverse.  */
433 static int
434 dump_hash_table_entry (void **slot, void *filep)
435 {
436   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
437   FILE *file = (FILE *) filep;
438   struct occr *occr;
439
440   fprintf (file, "expr: ");
441   print_rtl (file, expr->expr);
442   fprintf (file,"\nhashcode: %u\n", expr->hash);
443   fprintf (file,"list of occurrences:\n");
444   occr = expr->avail_occr;
445   while (occr)
446     {
447       rtx insn = occr->insn;
448       print_rtl_single (file, insn);
449       fprintf (file, "\n");
450       occr = occr->next;
451     }
452   fprintf (file, "\n");
453   return 1;
454 }
455
456 static void
457 dump_hash_table (FILE *file)
458 {
459   fprintf (file, "\n\nexpression hash table\n");
460   fprintf (file, "size %ld, %ld elements, %f collision/search ratio\n",
461            (long) htab_size (expr_table),
462            (long) htab_elements (expr_table),
463            htab_collisions (expr_table));
464   if (htab_elements (expr_table) > 0)
465     {
466       fprintf (file, "\n\ntable entries:\n");
467       htab_traverse (expr_table, dump_hash_table_entry, file);
468     }
469   fprintf (file, "\n");
470 }
471 \f
472 /* Return true if register X is recorded as being set by an instruction
473    whose CUID is greater than the one given.  */
474
475 static bool
476 reg_changed_after_insn_p (rtx x, int cuid)
477 {
478   unsigned int regno, end_regno;
479
480   regno = REGNO (x);
481   end_regno = END_HARD_REGNO (x);
482   do
483     if (reg_avail_info[regno] > cuid)
484       return true;
485   while (++regno < end_regno);
486   return false;
487 }
488
489 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged
490    1) from the start of INSN's basic block up to but not including INSN
491       if AFTER_INSN is false, or
492    2) from INSN to the end of INSN's basic block if AFTER_INSN is true.  */
493
494 static bool
495 oprs_unchanged_p (rtx x, rtx insn, bool after_insn)
496 {
497   int i, j;
498   enum rtx_code code;
499   const char *fmt;
500
501   if (x == 0)
502     return 1;
503
504   code = GET_CODE (x);
505   switch (code)
506     {
507     case REG:
508       /* We are called after register allocation.  */
509       gcc_assert (REGNO (x) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
510       if (after_insn)
511         return !reg_changed_after_insn_p (x, INSN_CUID (insn) - 1);
512       else
513         return !reg_changed_after_insn_p (x, 0);
514
515     case MEM:
516       if (load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn), x, after_insn))
517         return 0;
518       else
519         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, after_insn);
520
521     case PC:
522     case CC0: /*FIXME*/
523     case CONST:
524     case CONST_INT:
525     case CONST_DOUBLE:
526     case CONST_VECTOR:
527     case SYMBOL_REF:
528     case LABEL_REF:
529     case ADDR_VEC:
530     case ADDR_DIFF_VEC:
531       return 1;
532
533     case PRE_DEC:
534     case PRE_INC:
535     case POST_DEC:
536     case POST_INC:
537     case PRE_MODIFY:
538     case POST_MODIFY:
539       if (after_insn)
540         return 0;
541       break;
542
543     default:
544       break;
545     }
546
547   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
548     {
549       if (fmt[i] == 'e')
550         {
551           if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, after_insn))
552             return 0;
553         }
554       else if (fmt[i] == 'E')
555         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
556           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, after_insn))
557             return 0;
558     }
559
560   return 1;
561 }
562 \f
563
564 /* Used for communication between find_mem_conflicts and
565    load_killed_in_block_p.  Nonzero if find_mem_conflicts finds a
566    conflict between two memory references.
567    This is a bit of a hack to work around the limitations of note_stores.  */
568 static int mems_conflict_p;
569
570 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference, and
571    possibly conflicts with the load found in DATA, then set mems_conflict_p
572    to a nonzero value.  */
573
574 static void
575 find_mem_conflicts (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
576                     void *data)
577 {
578   rtx mem_op = (rtx) data;
579
580   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
581          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
582          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
583     dest = XEXP (dest, 0);
584
585   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
586      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
587      elsewhere.  */
588   if (! MEM_P (dest))
589     return;
590
591   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mem_op,
592                        rtx_addr_varies_p))
593     mems_conflict_p = 1;
594 }
595 \f
596
597 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
598    in the current basic block before (if AFTER_INSN is false) or after
599    (if AFTER_INSN is true) the insn with the CUID in UID_LIMIT.
600
601    This function assumes that the modifies_mem table is flushed when
602    the hash table construction or redundancy elimination phases start
603    processing a new basic block.  */
604
605 static int
606 load_killed_in_block_p (int uid_limit, rtx x, bool after_insn)
607 {
608   struct modifies_mem *list_entry = modifies_mem_list;
609
610   while (list_entry)
611     {
612       rtx setter = list_entry->insn;
613
614       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
615       if ((after_insn
616            && INSN_CUID (setter) < uid_limit)
617           || (! after_insn
618               && INSN_CUID (setter) > uid_limit))
619         {
620           list_entry = list_entry->next;
621           continue;
622         }
623
624       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
625          to pure functions are never put on the list, so we need not
626          worry about them.  */
627       if (CALL_P (setter))
628         return 1;
629
630       /* SETTER must be an insn of some kind that sets memory.  Call
631          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.
632          It will set mems_conflict_p to nonzero if there may be a
633          conflict between X and SETTER.  */
634       mems_conflict_p = 0;
635       note_stores (PATTERN (setter), find_mem_conflicts, x);
636       if (mems_conflict_p)
637         return 1;
638
639       list_entry = list_entry->next;
640     }
641   return 0;
642 }
643 \f
644
645 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.  */
646
647 static inline void
648 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
649 {
650   reg_avail_info[regno] = INSN_CUID (insn);
651 }
652
653
654 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
655    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
656    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
657
658 static void
659 record_last_mem_set_info (rtx insn)
660 {
661   struct modifies_mem *list_entry;
662
663   list_entry = (struct modifies_mem *) obstack_alloc (&modifies_mem_obstack,
664                                                       sizeof (struct modifies_mem));
665   list_entry->insn = insn;
666   list_entry->next = modifies_mem_list;
667   modifies_mem_list = list_entry;
668 }
669
670 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
671    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
672    the SET is taking place.  */
673
674 static void
675 record_last_set_info (rtx dest, rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
676 {
677   rtx last_set_insn = (rtx) data;
678
679   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
680     dest = SUBREG_REG (dest);
681
682   if (REG_P (dest))
683     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
684   else if (MEM_P (dest))
685     {
686       /* Ignore pushes, they don't clobber memory.  They may still
687          clobber the stack pointer though.  Some targets do argument
688          pushes without adding REG_INC notes.  See e.g. PR25196,
689          where a pushsi2 on i386 doesn't have REG_INC notes.  Note
690          such changes here too.  */
691       if (! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
692         record_last_mem_set_info (last_set_insn);
693       else
694         record_last_reg_set_info (last_set_insn, STACK_POINTER_REGNUM);
695     }
696 }
697
698
699 /* Reset tables used to keep track of what's still available since the
700    start of the block.  */
701
702 static void
703 reset_opr_set_tables (void)
704 {
705   memset (reg_avail_info, 0, FIRST_PSEUDO_REGISTER * sizeof (int));
706   obstack_free (&modifies_mem_obstack, modifies_mem_obstack_bottom);
707   modifies_mem_list = NULL;
708 }
709 \f
710
711 /* Record things set by INSN.
712    This data is used by oprs_unchanged_p.  */
713
714 static void
715 record_opr_changes (rtx insn)
716 {
717   rtx note;
718
719   /* Find all stores and record them.  */
720   note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
721
722   /* Also record autoincremented REGs for this insn as changed.  */
723   for (note = REG_NOTES (insn); note; note = XEXP (note, 1))
724     if (REG_NOTE_KIND (note) == REG_INC)
725       record_last_reg_set_info (insn, REGNO (XEXP (note, 0)));
726
727   /* Finally, if this is a call, record all call clobbers.  */
728   if (CALL_P (insn))
729     {
730       unsigned int regno, end_regno;
731       rtx link, x;
732
733       for (regno = 0; regno < FIRST_PSEUDO_REGISTER; regno++)
734         if (TEST_HARD_REG_BIT (regs_invalidated_by_call, regno))
735           record_last_reg_set_info (insn, regno);
736
737       for (link = CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn); link; link = XEXP (link, 1))
738         if (GET_CODE (XEXP (link, 0)) == CLOBBER)
739           {
740             x = XEXP (XEXP (link, 0), 0);
741             if (REG_P (x))
742               {
743                 gcc_assert (HARD_REGISTER_P (x));
744                 regno = REGNO (x);
745                 end_regno = END_HARD_REGNO (x);
746                 do
747                   record_last_reg_set_info (insn, regno);
748                 while (++regno < end_regno);
749               }
750           }
751
752       if (! CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
753         record_last_mem_set_info (insn);
754     }
755 }
756 \f
757
758 /* Scan the pattern of INSN and add an entry to the hash TABLE.
759    After reload we are interested in loads/stores only.  */
760
761 static void
762 hash_scan_set (rtx insn)
763 {
764   rtx pat = PATTERN (insn);
765   rtx src = SET_SRC (pat);
766   rtx dest = SET_DEST (pat);
767
768   /* We are only interested in loads and stores.  */
769   if (! MEM_P (src) && ! MEM_P (dest))
770     return;
771
772   /* Don't mess with jumps and nops.  */
773   if (JUMP_P (insn) || set_noop_p (pat))
774     return;
775
776   if (REG_P (dest))
777     {
778       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
779           can_copy_p (GET_MODE (dest))
780           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
781           && general_operand (src, GET_MODE (src))
782 #ifdef STACK_REGS
783           /* Never consider insns touching the register stack.  It may
784              create situations that reg-stack cannot handle (e.g. a stack
785              register live across an abnormal edge).  */
786           && (REGNO (dest) < FIRST_STACK_REG || REGNO (dest) > LAST_STACK_REG)
787 #endif
788           /* An expression is not available if its operands are
789              subsequently modified, including this insn.  */
790           && oprs_unchanged_p (src, insn, true))
791         {
792           insert_expr_in_table (src, insn);
793         }
794     }
795   else if (REG_P (src))
796     {
797       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
798       if (/* Don't CSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
799           can_copy_p (GET_MODE (src))
800           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
801           && general_operand (dest, GET_MODE (dest))
802 #ifdef STACK_REGS
803           /* As above for STACK_REGS.  */
804           && (REGNO (src) < FIRST_STACK_REG || REGNO (src) > LAST_STACK_REG)
805 #endif
806           && ! (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (dest)))
807           /* Check if the memory expression is killed after insn.  */
808           && ! load_killed_in_block_p (INSN_CUID (insn) + 1, dest, true)
809           && oprs_unchanged_p (XEXP (dest, 0), insn, true))
810         {
811           insert_expr_in_table (dest, insn);
812         }
813     }
814 }
815 \f
816
817 /* Create hash table of memory expressions available at end of basic
818    blocks.  Basically you should think of this hash table as the
819    representation of AVAIL_OUT.  This is the set of expressions that
820    is generated in a basic block and not killed before the end of the
821    same basic block.  Notice that this is really a local computation.  */
822
823 static void
824 compute_hash_table (void)
825 {
826   basic_block bb;
827
828   FOR_EACH_BB (bb)
829     {
830       rtx insn;
831
832       /* First pass over the instructions records information used to
833          determine when registers and memory are last set.
834          Since we compute a "local" AVAIL_OUT, reset the tables that
835          help us keep track of what has been modified since the start
836          of the block.  */
837       reset_opr_set_tables ();
838       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
839         {
840           if (INSN_P (insn))
841             record_opr_changes (insn);
842         }
843
844       /* The next pass actually builds the hash table.  */
845       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
846         if (INSN_P (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
847           hash_scan_set (insn);
848     }
849 }
850 \f
851
852 /* Check if register REG is killed in any insn waiting to be inserted on
853    edge E.  This function is required to check that our data flow analysis
854    is still valid prior to commit_edge_insertions.  */
855
856 static bool
857 reg_killed_on_edge (rtx reg, edge e)
858 {
859   rtx insn;
860
861   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
862     if (INSN_P (insn) && reg_set_p (reg, insn))
863       return true;
864
865   return false;
866 }
867
868 /* Similar to above - check if register REG is used in any insn waiting
869    to be inserted on edge E.
870    Assumes no such insn can be a CALL_INSN; if so call reg_used_between_p
871    with PREV(insn),NEXT(insn) instead of calling reg_overlap_mentioned_p.  */
872
873 static bool
874 reg_used_on_edge (rtx reg, edge e)
875 {
876   rtx insn;
877
878   for (insn = e->insns.r; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
879     if (INSN_P (insn) && reg_overlap_mentioned_p (reg, PATTERN (insn)))
880       return true;
881
882   return false;
883 }
884 \f
885 /* Return the loaded/stored register of a load/store instruction.  */
886
887 static rtx
888 get_avail_load_store_reg (rtx insn)
889 {
890   if (REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn))))
891     /* A load.  */
892     return SET_DEST(PATTERN(insn));
893   else
894     {
895       /* A store.  */
896       gcc_assert (REG_P (SET_SRC (PATTERN (insn))));
897       return SET_SRC (PATTERN (insn));
898     }
899 }
900
901 /* Return nonzero if the predecessors of BB are "well behaved".  */
902
903 static bool
904 bb_has_well_behaved_predecessors (basic_block bb)
905 {
906   edge pred;
907   edge_iterator ei;
908
909   if (EDGE_COUNT (bb->preds) == 0)
910     return false;
911
912   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
913     {
914       if ((pred->flags & EDGE_ABNORMAL) && EDGE_CRITICAL_P (pred))
915         return false;
916
917       if (JUMP_TABLE_DATA_P (BB_END (pred->src)))
918         return false;
919     }
920   return true;
921 }
922
923
924 /* Search for the occurrences of expression in BB.  */
925
926 static struct occr*
927 get_bb_avail_insn (basic_block bb, struct occr *occr)
928 {
929   for (; occr != NULL; occr = occr->next)
930     if (BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) == bb)
931       return occr;
932   return NULL;
933 }
934
935
936 /* This handles the case where several stores feed a partially redundant
937    load. It checks if the redundancy elimination is possible and if it's
938    worth it.
939
940    Redundancy elimination is possible if,
941    1) None of the operands of an insn have been modified since the start
942       of the current basic block.
943    2) In any predecessor of the current basic block, the same expression
944       is generated.
945
946    See the function body for the heuristics that determine if eliminating
947    a redundancy is also worth doing, assuming it is possible.  */
948
949 static void
950 eliminate_partially_redundant_load (basic_block bb, rtx insn,
951                                     struct expr *expr)
952 {
953   edge pred;
954   rtx avail_insn = NULL_RTX;
955   rtx avail_reg;
956   rtx dest, pat;
957   struct occr *a_occr;
958   struct unoccr *occr, *avail_occrs = NULL;
959   struct unoccr *unoccr, *unavail_occrs = NULL, *rollback_unoccr = NULL;
960   int npred_ok = 0;
961   gcov_type ok_count = 0; /* Redundant load execution count.  */
962   gcov_type critical_count = 0; /* Execution count of critical edges.  */
963   edge_iterator ei;
964   bool critical_edge_split = false;
965
966   /* The execution count of the loads to be added to make the
967      load fully redundant.  */
968   gcov_type not_ok_count = 0;
969   basic_block pred_bb;
970
971   pat = PATTERN (insn);
972   dest = SET_DEST (pat);
973
974   /* Check that the loaded register is not used, set, or killed from the
975      beginning of the block.  */
976   if (reg_changed_after_insn_p (dest, 0)
977       || reg_used_between_p (dest, PREV_INSN (BB_HEAD (bb)), insn))
978     return;
979
980   /* Check potential for replacing load with copy for predecessors.  */
981   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
982     {
983       rtx next_pred_bb_end;
984
985       avail_insn = NULL_RTX;
986       avail_reg = NULL_RTX;
987       pred_bb = pred->src;
988       next_pred_bb_end = NEXT_INSN (BB_END (pred_bb));
989       for (a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, expr->avail_occr); a_occr;
990            a_occr = get_bb_avail_insn (pred_bb, a_occr->next))
991         {
992           /* Check if the loaded register is not used.  */
993           avail_insn = a_occr->insn;
994           avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
995           gcc_assert (avail_reg);
996           
997           /* Make sure we can generate a move from register avail_reg to
998              dest.  */
999           extract_insn (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1000                                        copy_rtx (avail_reg)));
1001           if (! constrain_operands (1)
1002               || reg_killed_on_edge (avail_reg, pred)
1003               || reg_used_on_edge (dest, pred))
1004             {
1005               avail_insn = NULL;
1006               continue;
1007             }
1008           if (!reg_set_between_p (avail_reg, avail_insn, next_pred_bb_end))
1009             /* AVAIL_INSN remains non-null.  */
1010             break;
1011           else
1012             avail_insn = NULL;
1013         }
1014
1015       if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1016         critical_count += pred->count;
1017
1018       if (avail_insn != NULL_RTX)
1019         {
1020           npred_ok++;
1021           ok_count += pred->count;
1022           if (! set_noop_p (PATTERN (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1023                                                     copy_rtx (avail_reg)))))
1024             {
1025               /* Check if there is going to be a split.  */
1026               if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1027                 critical_edge_split = true;
1028             }
1029           else /* Its a dead move no need to generate.  */
1030             continue;
1031           occr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1032                                                   sizeof (struct unoccr));
1033           occr->insn = avail_insn;
1034           occr->pred = pred;
1035           occr->next = avail_occrs;
1036           avail_occrs = occr;
1037           if (! rollback_unoccr)
1038             rollback_unoccr = occr;
1039         }
1040       else
1041         {
1042           /* Adding a load on a critical edge will cause a split.  */
1043           if (EDGE_CRITICAL_P (pred))
1044             critical_edge_split = true;
1045           not_ok_count += pred->count;
1046           unoccr = (struct unoccr *) obstack_alloc (&unoccr_obstack,
1047                                                     sizeof (struct unoccr));
1048           unoccr->insn = NULL_RTX;
1049           unoccr->pred = pred;
1050           unoccr->next = unavail_occrs;
1051           unavail_occrs = unoccr;
1052           if (! rollback_unoccr)
1053             rollback_unoccr = unoccr;
1054         }
1055     }
1056
1057   if (/* No load can be replaced by copy.  */
1058       npred_ok == 0
1059       /* Prevent exploding the code.  */ 
1060       || (optimize_size && npred_ok > 1)
1061       /* If we don't have profile information we cannot tell if splitting 
1062          a critical edge is profitable or not so don't do it.  */
1063       || ((! profile_info || ! flag_branch_probabilities
1064            || targetm.cannot_modify_jumps_p ())
1065           && critical_edge_split))
1066     goto cleanup;
1067
1068   /* Check if it's worth applying the partial redundancy elimination.  */
1069   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_PARTIAL_FRACTION * not_ok_count)
1070     goto cleanup;
1071   if (ok_count < GCSE_AFTER_RELOAD_CRITICAL_FRACTION * critical_count)
1072     goto cleanup;
1073
1074   /* Generate moves to the loaded register from where
1075      the memory is available.  */
1076   for (occr = avail_occrs; occr; occr = occr->next)
1077     {
1078       avail_insn = occr->insn;
1079       pred = occr->pred;
1080       /* Set avail_reg to be the register having the value of the
1081          memory.  */
1082       avail_reg = get_avail_load_store_reg (avail_insn);
1083       gcc_assert (avail_reg);
1084
1085       insert_insn_on_edge (gen_move_insn (copy_rtx (dest),
1086                                           copy_rtx (avail_reg)),
1087                            pred);
1088       stats.moves_inserted++;
1089
1090       if (dump_file)
1091         fprintf (dump_file,
1092                  "generating move from %d to %d on edge from %d to %d\n",
1093                  REGNO (avail_reg),
1094                  REGNO (dest),
1095                  pred->src->index,
1096                  pred->dest->index);
1097     }
1098
1099   /* Regenerate loads where the memory is unavailable.  */
1100   for (unoccr = unavail_occrs; unoccr; unoccr = unoccr->next)
1101     {
1102       pred = unoccr->pred;
1103       insert_insn_on_edge (copy_insn (PATTERN (insn)), pred);
1104       stats.copies_inserted++;
1105
1106       if (dump_file)
1107         {
1108           fprintf (dump_file,
1109                    "generating on edge from %d to %d a copy of load: ",
1110                    pred->src->index,
1111                    pred->dest->index);
1112           print_rtl (dump_file, PATTERN (insn));
1113           fprintf (dump_file, "\n");
1114         }
1115     }
1116
1117   /* Delete the insn if it is not available in this block and mark it
1118      for deletion if it is available. If insn is available it may help
1119      discover additional redundancies, so mark it for later deletion.  */
1120   for (a_occr = get_bb_avail_insn (bb, expr->avail_occr);
1121        a_occr && (a_occr->insn != insn);
1122        a_occr = get_bb_avail_insn (bb, a_occr->next));
1123
1124   if (!a_occr)
1125     {
1126       stats.insns_deleted++;
1127
1128       if (dump_file)
1129         {
1130           fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1131           print_rtl_single (dump_file, insn);
1132           fprintf (dump_file, "\n");
1133         }
1134       delete_insn (insn);
1135     }
1136   else
1137     a_occr->deleted_p = 1;
1138
1139 cleanup:
1140   if (rollback_unoccr)
1141     obstack_free (&unoccr_obstack, rollback_unoccr);
1142 }
1143
1144 /* Performing the redundancy elimination as described before.  */
1145
1146 static void
1147 eliminate_partially_redundant_loads (void)
1148 {
1149   rtx insn;
1150   basic_block bb;
1151
1152   /* Note we start at block 1.  */
1153
1154   if (ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb == EXIT_BLOCK_PTR)
1155     return;
1156
1157   FOR_BB_BETWEEN (bb,
1158                   ENTRY_BLOCK_PTR->next_bb->next_bb,
1159                   EXIT_BLOCK_PTR,
1160                   next_bb)
1161     {
1162       /* Don't try anything on basic blocks with strange predecessors.  */
1163       if (! bb_has_well_behaved_predecessors (bb))
1164         continue;
1165
1166       /* Do not try anything on cold basic blocks.  */
1167       if (probably_cold_bb_p (bb))
1168         continue;
1169
1170       /* Reset the table of things changed since the start of the current
1171          basic block.  */
1172       reset_opr_set_tables ();
1173
1174       /* Look at all insns in the current basic block and see if there are
1175          any loads in it that we can record.  */
1176       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
1177         {
1178           /* Is it a load - of the form (set (reg) (mem))?  */
1179           if (NONJUMP_INSN_P (insn)
1180               && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
1181               && REG_P (SET_DEST (PATTERN (insn)))
1182               && MEM_P (SET_SRC (PATTERN (insn))))
1183             {
1184               rtx pat = PATTERN (insn);
1185               rtx src = SET_SRC (pat);
1186               struct expr *expr;
1187
1188               if (!MEM_VOLATILE_P (src)
1189                   && GET_MODE (src) != BLKmode
1190                   && general_operand (src, GET_MODE (src))
1191                   /* Are the operands unchanged since the start of the
1192                      block?  */
1193                   && oprs_unchanged_p (src, insn, false)
1194                   && !(flag_non_call_exceptions && may_trap_p (src))
1195                   && !side_effects_p (src)
1196                   /* Is the expression recorded?  */
1197                   && (expr = lookup_expr_in_table (src)) != NULL)
1198                 {
1199                   /* We now have a load (insn) and an available memory at
1200                      its BB start (expr). Try to remove the loads if it is
1201                      redundant.  */
1202                   eliminate_partially_redundant_load (bb, insn, expr);
1203                 }
1204             }
1205
1206           /* Keep track of everything modified by this insn, so that we
1207              know what has been modified since the start of the current
1208              basic block.  */
1209           if (INSN_P (insn))
1210             record_opr_changes (insn);
1211         }
1212     }
1213
1214   commit_edge_insertions ();
1215 }
1216
1217 /* Go over the expression hash table and delete insns that were
1218    marked for later deletion.  */
1219
1220 /* This helper is called via htab_traverse.  */
1221 static int
1222 delete_redundant_insns_1 (void **slot, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1223 {
1224   struct expr *expr = (struct expr *) *slot;
1225   struct occr *occr;
1226
1227   for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
1228     {
1229       if (occr->deleted_p && dbg_cnt (gcse2_delete))
1230         {
1231           delete_insn (occr->insn);
1232           stats.insns_deleted++;
1233
1234           if (dump_file)
1235             {
1236               fprintf (dump_file, "deleting insn:\n");
1237               print_rtl_single (dump_file, occr->insn);
1238               fprintf (dump_file, "\n");
1239             }
1240         }
1241     }
1242
1243   return 1;
1244 }
1245
1246 static void
1247 delete_redundant_insns (void)
1248 {
1249   htab_traverse (expr_table, delete_redundant_insns_1, NULL);
1250   if (dump_file)
1251     fprintf (dump_file, "\n");
1252 }
1253
1254 /* Main entry point of the GCSE after reload - clean some redundant loads
1255    due to spilling.  */
1256
1257 static void
1258 gcse_after_reload_main (rtx f ATTRIBUTE_UNUSED)
1259 {
1260
1261   memset (&stats, 0, sizeof (stats));
1262
1263   /* Allocate ememory for this pass.
1264      Also computes and initializes the insns' CUIDs.  */
1265   alloc_mem ();
1266
1267   /* We need alias analysis.  */
1268   init_alias_analysis ();
1269
1270   compute_hash_table ();
1271
1272   if (dump_file)
1273     dump_hash_table (dump_file);
1274
1275   if (htab_elements (expr_table) > 0)
1276     {
1277       eliminate_partially_redundant_loads ();
1278       delete_redundant_insns ();
1279
1280       if (dump_file)
1281         {
1282           fprintf (dump_file, "GCSE AFTER RELOAD stats:\n");
1283           fprintf (dump_file, "copies inserted: %d\n", stats.copies_inserted);
1284           fprintf (dump_file, "moves inserted:  %d\n", stats.moves_inserted);
1285           fprintf (dump_file, "insns deleted:   %d\n", stats.insns_deleted);
1286           fprintf (dump_file, "\n\n");
1287         }
1288     }
1289     
1290   /* We are finished with alias.  */
1291   end_alias_analysis ();
1292
1293   free_mem ();
1294 }
1295
1296 \f
1297 static bool
1298 gate_handle_gcse2 (void)
1299 {
1300   return (optimize > 0 && flag_gcse_after_reload);
1301 }
1302
1303
1304 static unsigned int
1305 rest_of_handle_gcse2 (void)
1306 {
1307   gcse_after_reload_main (get_insns ());
1308   rebuild_jump_labels (get_insns ());
1309   return 0;
1310 }
1311
1312 struct tree_opt_pass pass_gcse2 =
1313 {
1314   "gcse2",                              /* name */
1315   gate_handle_gcse2,                    /* gate */
1316   rest_of_handle_gcse2,                 /* execute */
1317   NULL,                                 /* sub */
1318   NULL,                                 /* next */
1319   0,                                    /* static_pass_number */
1320   TV_GCSE_AFTER_RELOAD,                 /* tv_id */
1321   0,                                    /* properties_required */
1322   0,                                    /* properties_provided */
1323   0,                                    /* properties_destroyed */
1324   0,                                    /* todo_flags_start */
1325   TODO_dump_func |
1326   TODO_verify_flow | TODO_ggc_collect,  /* todo_flags_finish */
1327   'J'                                   /* letter */
1328 };
1329