OSDN Git Service

01c0e121e0035351fc509e20570f25db0e08469f
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-sra.c
1 /* Scalar Replacement of Aggregates (SRA) converts some structure
2    references into scalar references, exposing them to the scalar
3    optimizers.
4    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008
5      Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
11 under the terms of the GNU General Public License as published by the
12 Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
13 later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
16 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
17 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
18 for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 #include "config.h"
25 #include "system.h"
26 #include "coretypes.h"
27 #include "tm.h"
28 #include "ggc.h"
29 #include "tree.h"
30
31 /* These RTL headers are needed for basic-block.h.  */
32 #include "rtl.h"
33 #include "tm_p.h"
34 #include "hard-reg-set.h"
35 #include "basic-block.h"
36 #include "diagnostic.h"
37 #include "langhooks.h"
38 #include "tree-inline.h"
39 #include "tree-flow.h"
40 #include "gimple.h"
41 #include "tree-dump.h"
42 #include "tree-pass.h"
43 #include "timevar.h"
44 #include "flags.h"
45 #include "bitmap.h"
46 #include "obstack.h"
47 #include "target.h"
48 /* expr.h is needed for MOVE_RATIO.  */
49 #include "expr.h"
50 #include "params.h"
51
52
53 /* This object of this pass is to replace a non-addressable aggregate with a
54    set of independent variables.  Most of the time, all of these variables
55    will be scalars.  But a secondary objective is to break up larger
56    aggregates into smaller aggregates.  In the process we may find that some
57    bits of the larger aggregate can be deleted as unreferenced.
58
59    This substitution is done globally.  More localized substitutions would
60    be the purvey of a load-store motion pass.
61
62    The optimization proceeds in phases:
63
64      (1) Identify variables that have types that are candidates for
65          decomposition.
66
67      (2) Scan the function looking for the ways these variables are used.
68          In particular we're interested in the number of times a variable
69          (or member) is needed as a complete unit, and the number of times
70          a variable (or member) is copied.
71
72      (3) Based on the usage profile, instantiate substitution variables.
73
74      (4) Scan the function making replacements.
75 */
76
77
78 /* True if this is the "early" pass, before inlining.  */
79 static bool early_sra;
80
81 /* The set of todo flags to return from tree_sra.  */
82 static unsigned int todoflags;
83
84 /* The set of aggregate variables that are candidates for scalarization.  */
85 static bitmap sra_candidates;
86
87 /* Set of scalarizable PARM_DECLs that need copy-in operations at the
88    beginning of the function.  */
89 static bitmap needs_copy_in;
90
91 /* Sets of bit pairs that cache type decomposition and instantiation.  */
92 static bitmap sra_type_decomp_cache;
93 static bitmap sra_type_inst_cache;
94
95 /* One of these structures is created for each candidate aggregate and
96    each (accessed) member or group of members of such an aggregate.  */
97 struct sra_elt
98 {
99   /* A tree of the elements.  Used when we want to traverse everything.  */
100   struct sra_elt *parent;
101   struct sra_elt *groups;
102   struct sra_elt *children;
103   struct sra_elt *sibling;
104
105   /* If this element is a root, then this is the VAR_DECL.  If this is
106      a sub-element, this is some token used to identify the reference.
107      In the case of COMPONENT_REF, this is the FIELD_DECL.  In the case
108      of an ARRAY_REF, this is the (constant) index.  In the case of an
109      ARRAY_RANGE_REF, this is the (constant) RANGE_EXPR.  In the case
110      of a complex number, this is a zero or one.  */
111   tree element;
112
113   /* The type of the element.  */
114   tree type;
115
116   /* A VAR_DECL, for any sub-element we've decided to replace.  */
117   tree replacement;
118
119   /* The number of times the element is referenced as a whole.  I.e.
120      given "a.b.c", this would be incremented for C, but not for A or B.  */
121   unsigned int n_uses;
122
123   /* The number of times the element is copied to or from another
124      scalarizable element.  */
125   unsigned int n_copies;
126
127   /* True if TYPE is scalar.  */
128   bool is_scalar;
129
130   /* True if this element is a group of members of its parent.  */
131   bool is_group;
132
133   /* True if we saw something about this element that prevents scalarization,
134      such as non-constant indexing.  */
135   bool cannot_scalarize;
136
137   /* True if we've decided that structure-to-structure assignment
138      should happen via memcpy and not per-element.  */
139   bool use_block_copy;
140
141   /* True if everything under this element has been marked TREE_NO_WARNING.  */
142   bool all_no_warning;
143
144   /* A flag for use with/after random access traversals.  */
145   bool visited;
146
147   /* True if there is BIT_FIELD_REF on the lhs with a vector. */
148   bool is_vector_lhs;
149
150   /* 1 if the element is a field that is part of a block, 2 if the field
151      is the block itself, 0 if it's neither.  */
152   char in_bitfld_block;
153 };
154
155 #define IS_ELEMENT_FOR_GROUP(ELEMENT) (TREE_CODE (ELEMENT) == RANGE_EXPR)
156
157 #define FOR_EACH_ACTUAL_CHILD(CHILD, ELT)                       \
158   for ((CHILD) = (ELT)->is_group                                \
159                  ? next_child_for_group (NULL, (ELT))           \
160                  : (ELT)->children;                             \
161        (CHILD);                                                 \
162        (CHILD) = (ELT)->is_group                                \
163                  ? next_child_for_group ((CHILD), (ELT))        \
164                  : (CHILD)->sibling)
165
166 /* Helper function for above macro.  Return next child in group.  */
167 static struct sra_elt *
168 next_child_for_group (struct sra_elt *child, struct sra_elt *group)
169 {
170   gcc_assert (group->is_group);
171
172   /* Find the next child in the parent.  */
173   if (child)
174     child = child->sibling;
175   else
176     child = group->parent->children;
177
178   /* Skip siblings that do not belong to the group.  */
179   while (child)
180     {
181       tree g_elt = group->element;
182       if (TREE_CODE (g_elt) == RANGE_EXPR)
183         {
184           if (!tree_int_cst_lt (child->element, TREE_OPERAND (g_elt, 0))
185               && !tree_int_cst_lt (TREE_OPERAND (g_elt, 1), child->element))
186             break;
187         }
188       else
189         gcc_unreachable ();
190
191       child = child->sibling;
192     }
193
194   return child;
195 }
196
197 /* Random access to the child of a parent is performed by hashing.
198    This prevents quadratic behavior, and allows SRA to function
199    reasonably on larger records.  */
200 static htab_t sra_map;
201
202 /* All structures are allocated out of the following obstack.  */
203 static struct obstack sra_obstack;
204
205 /* Debugging functions.  */
206 static void dump_sra_elt_name (FILE *, struct sra_elt *);
207 extern void debug_sra_elt_name (struct sra_elt *);
208
209 /* Forward declarations.  */
210 static tree generate_element_ref (struct sra_elt *);
211 static gimple_seq sra_build_assignment (tree dst, tree src);
212 static void mark_all_v_defs_seq (gimple_seq);
213 static void mark_all_v_defs_stmt (gimple);
214
215 \f
216 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
217
218 static bool
219 is_sra_candidate_decl (tree decl)
220 {
221   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, DECL_UID (decl));
222 }
223
224 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
225
226 static bool
227 is_sra_scalar_type (tree type)
228 {
229   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
230   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
231           || code == FIXED_POINT_TYPE
232           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
233           || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
234           || code == REFERENCE_TYPE);
235 }
236
237 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
238
239    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
240    instantiated, just that if we decide to break up the type into
241    separate pieces that it can be done.  */
242
243 bool
244 sra_type_can_be_decomposed_p (tree type)
245 {
246   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
247   tree t;
248
249   /* Avoid searching the same type twice.  */
250   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
251     return true;
252   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
253     return false;
254
255   /* The type must have a definite nonzero size.  */
256   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST
257       || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
258     goto fail;
259
260   /* The type must be a non-union aggregate.  */
261   switch (TREE_CODE (type))
262     {
263     case RECORD_TYPE:
264       {
265         bool saw_one_field = false;
266
267         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
268           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
269             {
270               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
271               if (DECL_BIT_FIELD (t)
272                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
273                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
274                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
275                 goto fail;
276
277               saw_one_field = true;
278             }
279
280         /* Record types must have at least one field.  */
281         if (!saw_one_field)
282           goto fail;
283       }
284       break;
285
286     case ARRAY_TYPE:
287       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
288       t = TYPE_DOMAIN (type);
289       if (t == NULL)
290         goto fail;
291       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
292         goto fail;
293       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
294         goto fail;
295       break;
296
297     case COMPLEX_TYPE:
298       break;
299
300     default:
301       goto fail;
302     }
303
304   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
305   return true;
306
307  fail:
308   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
309   return false;
310 }
311
312 /* Returns true if the TYPE is one of the available va_list types.
313    Otherwise it returns false.
314    Note, that for multiple calling conventions there can be more
315    than just one va_list type present.  */
316
317 static bool
318 is_va_list_type (tree type)
319 {
320   tree h;
321
322   if (type == NULL_TREE)
323     return false;
324   h = targetm.canonical_va_list_type (type);
325   if (h == NULL_TREE)
326     return false;
327   if (TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (h))
328          return true;
329   return false;
330 }
331
332 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
333    (though not necessarily scalar) variables.  */
334
335 static bool
336 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
337 {
338   /* Early out for scalars.  */
339   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
340     return false;
341
342   /* The variable must not be aliased.  */
343   if (!is_gimple_non_addressable (var))
344     {
345       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
346         {
347           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
348           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
349           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
350         }
351       return false;
352     }
353
354   /* The variable must not be volatile.  */
355   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
356     {
357       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
358         {
359           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
360           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
361           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
362         }
363       return false;
364     }
365
366   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
367   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
368     {
369       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
370         {
371           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
372           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
373           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
374         }
375       return false;
376     }
377
378   /* HACK: if we decompose a va_list_type_node before inlining, then we'll
379      confuse tree-stdarg.c, and we won't be able to figure out which and
380      how many arguments are accessed.  This really should be improved in
381      tree-stdarg.c, as the decomposition is truly a win.  This could also
382      be fixed if the stdarg pass ran early, but this can't be done until
383      we've aliasing information early too.  See PR 30791.  */
384   if (early_sra && is_va_list_type (TREE_TYPE (var)))
385     return false;
386
387   return true;
388 }
389
390 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
391
392 static bool
393 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
394 {
395   if (is_sra_scalar_type (type))
396     return true;
397   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (type))
398     return false;
399
400   switch (TREE_CODE (type))
401     {
402     case RECORD_TYPE:
403       {
404         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
405         tree f;
406
407         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
408           return true;
409         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
410           return false;
411
412         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
413           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
414             {
415               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
416                 {
417                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
418                   return false;
419                 }
420             }
421
422         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
423         return true;
424       }
425
426     case ARRAY_TYPE:
427       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
428
429     case COMPLEX_TYPE:
430       return true;
431
432     default:
433       gcc_unreachable ();
434     }
435 }
436
437 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
438
439 static bool
440 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
441 {
442   struct sra_elt *c;
443
444   if (elt->cannot_scalarize)
445     return false;
446
447   for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
448     if (!can_completely_scalarize_p (c))
449       return false;
450
451   for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
452     if (!can_completely_scalarize_p (c))
453       return false;
454
455   return true;
456 }
457
458 \f
459 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
460    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
461
462 static hashval_t
463 sra_hash_tree (tree t)
464 {
465   hashval_t h;
466
467   switch (TREE_CODE (t))
468     {
469     case VAR_DECL:
470     case PARM_DECL:
471     case RESULT_DECL:
472       h = DECL_UID (t);
473       break;
474
475     case INTEGER_CST:
476       h = TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
477       break;
478
479     case RANGE_EXPR:
480       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 0), 0);
481       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), h);
482       break;
483
484     case FIELD_DECL:
485       /* We can have types that are compatible, but have different member
486          lists, so we can't hash fields by ID.  Use offsets instead.  */
487       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_OFFSET (t), 0);
488       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (t), h);
489       break;
490
491     case BIT_FIELD_REF:
492       /* Don't take operand 0 into account, that's our parent.  */
493       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), 0);
494       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 2), h);
495       break;
496
497     default:
498       gcc_unreachable ();
499     }
500
501   return h;
502 }
503
504 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
505
506 static hashval_t
507 sra_elt_hash (const void *x)
508 {
509   const struct sra_elt *const e = (const struct sra_elt *) x;
510   const struct sra_elt *p;
511   hashval_t h;
512
513   h = sra_hash_tree (e->element);
514
515   /* Take into account everything except bitfield blocks back up the
516      chain.  Given that chain lengths are rarely very long, this
517      should be acceptable.  If we truly identify this as a performance
518      problem, it should work to hash the pointer value
519      "e->parent".  */
520   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
521     if (!p->in_bitfld_block)
522       h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
523
524   return h;
525 }
526
527 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
528
529 static int
530 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
531 {
532   const struct sra_elt *const a = (const struct sra_elt *) x;
533   const struct sra_elt *const b = (const struct sra_elt *) y;
534   tree ae, be;
535   const struct sra_elt *ap = a->parent;
536   const struct sra_elt *bp = b->parent;
537
538   if (ap)
539     while (ap->in_bitfld_block)
540       ap = ap->parent;
541   if (bp)
542     while (bp->in_bitfld_block)
543       bp = bp->parent;
544
545   if (ap != bp)
546     return false;
547
548   ae = a->element;
549   be = b->element;
550
551   if (ae == be)
552     return true;
553   if (TREE_CODE (ae) != TREE_CODE (be))
554     return false;
555
556   switch (TREE_CODE (ae))
557     {
558     case VAR_DECL:
559     case PARM_DECL:
560     case RESULT_DECL:
561       /* These are all pointer unique.  */
562       return false;
563
564     case INTEGER_CST:
565       /* Integers are not pointer unique, so compare their values.  */
566       return tree_int_cst_equal (ae, be);
567
568     case RANGE_EXPR:
569       return
570         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 0), TREE_OPERAND (be, 0))
571         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1));
572
573     case FIELD_DECL:
574       /* Fields are unique within a record, but not between
575          compatible records.  */
576       if (DECL_FIELD_CONTEXT (ae) == DECL_FIELD_CONTEXT (be))
577         return false;
578       return fields_compatible_p (ae, be);
579
580     case BIT_FIELD_REF:
581       return
582         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1))
583         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 2), TREE_OPERAND (be, 2));
584
585     default:
586       gcc_unreachable ();
587     }
588 }
589
590 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
591    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
592
593 static struct sra_elt *
594 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
595                 enum insert_option insert)
596 {
597   struct sra_elt dummy;
598   struct sra_elt **slot;
599   struct sra_elt *elt;
600
601   if (parent)
602     dummy.parent = parent->is_group ? parent->parent : parent;
603   else
604     dummy.parent = NULL;
605   dummy.element = child;
606
607   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
608   if (!slot && insert == NO_INSERT)
609     return NULL;
610
611   elt = *slot;
612   if (!elt && insert == INSERT)
613     {
614       *slot = elt = XOBNEW (&sra_obstack, struct sra_elt);
615       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
616
617       elt->parent = parent;
618       elt->element = child;
619       elt->type = type;
620       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
621
622       if (parent)
623         {
624           if (IS_ELEMENT_FOR_GROUP (elt->element))
625             {
626               elt->is_group = true;
627               elt->sibling = parent->groups;
628               parent->groups = elt;
629             }
630           else
631             {
632               elt->sibling = parent->children;
633               parent->children = elt;
634             }
635         }
636
637       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
638          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
639       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
640         {
641           elt->n_copies = 1;
642           bitmap_set_bit (needs_copy_in, DECL_UID (child));
643         }
644     }
645
646   return elt;
647 }
648
649 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression
650    refers to a scalarizable variable.  */
651
652 static struct sra_elt *
653 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
654 {
655   struct sra_elt *elt;
656   tree child;
657
658   switch (TREE_CODE (expr))
659     {
660     case VAR_DECL:
661     case PARM_DECL:
662     case RESULT_DECL:
663       if (is_sra_candidate_decl (expr))
664         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
665       return NULL;
666
667     case ARRAY_REF:
668       /* We can't scalarize variable array indices.  */
669       if (in_array_bounds_p (expr))
670         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
671       else
672         return NULL;
673       break;
674
675     case ARRAY_RANGE_REF:
676       /* We can't scalarize variable array indices.  */
677       if (range_in_array_bounds_p (expr))
678         {
679           tree domain = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (expr));
680           child = build2 (RANGE_EXPR, integer_type_node,
681                           TYPE_MIN_VALUE (domain), TYPE_MAX_VALUE (domain));
682         }
683       else
684         return NULL;
685       break;
686
687     case COMPONENT_REF:
688       {
689         tree type = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0));
690         /* Don't look through unions.  */
691         if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
692           return NULL;
693         /* Neither through variable-sized records.  */
694         if (TYPE_SIZE (type) == NULL_TREE
695             || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST)
696           return NULL;
697         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
698       }
699       break;
700
701     case REALPART_EXPR:
702       child = integer_zero_node;
703       break;
704     case IMAGPART_EXPR:
705       child = integer_one_node;
706       break;
707
708     default:
709       return NULL;
710     }
711
712   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
713   if (elt)
714     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
715   return NULL;
716 }
717
718 \f
719 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
720    references, and categorize them.  */
721
722 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
723    various kinds of references seen.  In all cases, *GSI is an iterator
724    pointing to the statement being processed.  */
725 struct sra_walk_fns
726 {
727   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
728      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
729      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
730      is a left-hand-side reference.  USE_ALL is true if we saw something we
731      couldn't quite identify and had to force the use of the entire object.  */
732   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
733                gimple_stmt_iterator *gsi, bool is_output, bool use_all);
734
735   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
736   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
737                 gimple_stmt_iterator *gsi);
738
739   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
740      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
741   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, gimple_stmt_iterator *gsi);
742
743   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
744      and one non-scalarizable reference OTHER without side-effects. 
745      IS_OUTPUT is true if ELT is on the left-hand side.  */
746   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
747                 gimple_stmt_iterator *gsi, bool is_output);
748
749   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
750   /* ??? This is a hack.  */
751   bool initial_scan;
752 };
753
754 #ifdef ENABLE_CHECKING
755 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains a candidate decl, return it.  */
756
757 static tree
758 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
759                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
760 {
761   tree t = *tp;
762   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
763
764   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
765     {
766       *walk_subtrees = 0;
767       if (is_sra_candidate_decl (t))
768         return t;
769     }
770   else if (TYPE_P (t))
771     *walk_subtrees = 0;
772
773   return NULL;
774 }
775 #endif
776
777 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
778    If we find one, invoke FNS->USE.  */
779
780 static void
781 sra_walk_expr (tree *expr_p, gimple_stmt_iterator *gsi, bool is_output,
782                const struct sra_walk_fns *fns)
783 {
784   tree expr = *expr_p;
785   tree inner = expr;
786   bool disable_scalarization = false;
787   bool use_all_p = false;
788
789   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
790      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
791      are references that we can scalarize.  If we come across something that
792      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
793      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
794
795   while (1)
796     switch (TREE_CODE (inner))
797       {
798       case VAR_DECL:
799       case PARM_DECL:
800       case RESULT_DECL:
801         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
802         if (is_sra_candidate_decl (inner))
803           {
804             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
805             if (disable_scalarization)
806               elt->cannot_scalarize = true;
807             else
808               fns->use (elt, expr_p, gsi, is_output, use_all_p);
809           }
810         return;
811
812       case ARRAY_REF:
813         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
814            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
815            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
816            index reference inside a loop being overridden by several constant
817            index references during loop setup.  It's possible that this could
818            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
819            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth
820            the effort.  */
821         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
822            without duplicating too much code.  */
823         if (!in_array_bounds_p (inner))
824           {
825             disable_scalarization = true;
826             goto use_all;
827           }
828         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
829            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
830         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
831           goto use_all;
832         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
833         break;
834
835       case ARRAY_RANGE_REF:
836         if (!range_in_array_bounds_p (inner))
837           {
838             disable_scalarization = true;
839             goto use_all;
840           }
841         /* ??? See above non-constant bounds and stride .  */
842         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
843           goto use_all;
844         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
845         break;
846
847       case COMPONENT_REF:
848         {
849           tree type = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0));
850           /* Don't look through unions.  */
851           if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
852             goto use_all;
853           /* Neither through variable-sized records.  */
854           if (TYPE_SIZE (type) == NULL_TREE
855               || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST)
856             goto use_all;
857           inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
858         }
859         break;
860
861       case REALPART_EXPR:
862       case IMAGPART_EXPR:
863         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
864         break;
865
866       case BIT_FIELD_REF:
867         /* A bit field reference to a specific vector is scalarized but for
868            ones for inputs need to be marked as used on the left hand size so
869            when we scalarize it, we can mark that variable as non renamable.  */
870         if (is_output
871             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) == VECTOR_TYPE)
872           {
873             struct sra_elt *elt
874               = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (inner, 0));
875             if (elt)
876               elt->is_vector_lhs = true;
877           }
878
879         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
880            is not currently scalarized.  Consider this an access to the full
881            outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
882         goto use_all;
883
884       CASE_CONVERT:
885         /* Similarly, a nop explicitly wants to look at an object in a
886            type other than the one we've scalarized.  */
887         goto use_all;
888
889       case VIEW_CONVERT_EXPR:
890         /* Likewise for a view conversion, but with an additional twist:
891            it can be on the LHS and, in this case, an access to the full
892            outer element would mean a killing def.  So we need to punt
893            if we haven't already a full access to the current element,
894            because we cannot pretend to have a killing def if we only
895            have a partial access at some level.  */
896         if (is_output && !use_all_p && inner != expr)
897           disable_scalarization = true;
898         goto use_all;
899
900       case WITH_SIZE_EXPR:
901         /* This is a transparent wrapper.  The entire inner expression really
902            is being used.  */
903         goto use_all;
904
905       use_all:
906         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
907         inner = expr = *expr_p;
908         use_all_p = true;
909         break;
910
911       default:
912 #ifdef ENABLE_CHECKING
913         /* Validate that we're not missing any references.  */
914         gcc_assert (!walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL));
915 #endif
916         return;
917       }
918 }
919
920 /* Walk the arguments of a GIMPLE_CALL looking for scalarizable aggregates.
921    If we find one, invoke FNS->USE.  */
922
923 static void
924 sra_walk_gimple_call (gimple stmt, gimple_stmt_iterator *gsi,
925                     const struct sra_walk_fns *fns)
926 {
927   int i;
928   int nargs = gimple_call_num_args (stmt);
929
930   for (i = 0; i < nargs; i++)
931     sra_walk_expr (gimple_call_arg_ptr (stmt, i), gsi, false, fns);
932
933   if (gimple_call_lhs (stmt))
934     sra_walk_expr (gimple_call_lhs_ptr (stmt), gsi, true, fns);
935 }
936
937 /* Walk the inputs and outputs of a GIMPLE_ASM looking for scalarizable
938    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
939
940 static void
941 sra_walk_gimple_asm (gimple stmt, gimple_stmt_iterator *gsi,
942                    const struct sra_walk_fns *fns)
943 {
944   size_t i;
945   for (i = 0; i < gimple_asm_ninputs (stmt); i++)
946     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (gimple_asm_input_op (stmt, i)), gsi, false, fns);
947   for (i = 0; i < gimple_asm_noutputs (stmt); i++)
948     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (gimple_asm_output_op (stmt, i)), gsi, true, fns);
949 }
950
951 /* Walk a GIMPLE_ASSIGN and categorize the assignment appropriately.  */
952
953 static void
954 sra_walk_gimple_assign (gimple stmt, gimple_stmt_iterator *gsi,
955                         const struct sra_walk_fns *fns)
956 {
957   struct sra_elt *lhs_elt = NULL, *rhs_elt = NULL;
958   tree lhs, rhs;
959
960   /* If there is more than 1 element on the RHS, only walk the lhs.  */
961   if (!gimple_assign_single_p (stmt))
962     {
963       sra_walk_expr (gimple_assign_lhs_ptr (stmt), gsi, true, fns);
964       return;
965     }
966
967   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
968   rhs = gimple_assign_rhs1 (stmt);
969   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
970   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
971
972   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
973   if (lhs_elt && rhs_elt)
974     {
975       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, gsi);
976       return;
977     }
978
979   /* If the RHS is scalarizable, handle it.  There are only two cases.  */
980   if (rhs_elt)
981     {
982       if (!rhs_elt->is_scalar && !TREE_SIDE_EFFECTS (lhs))
983         fns->ldst (rhs_elt, lhs, gsi, false);
984       else
985         fns->use (rhs_elt, gimple_assign_rhs1_ptr (stmt), gsi, false, false);
986     }
987
988   /* If it isn't scalarizable, there may be scalarizable variables within, so
989      check for a call or else walk the RHS to see if we need to do any
990      copy-in operations.  We need to do it before the LHS is scalarized so
991      that the statements get inserted in the proper place, before any
992      copy-out operations.  */
993   else
994     sra_walk_expr (gimple_assign_rhs1_ptr (stmt), gsi, false, fns);
995
996   /* Likewise, handle the LHS being scalarizable.  We have cases similar
997      to those above, but also want to handle RHS being constant.  */
998   if (lhs_elt)
999     {
1000       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
1001          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
1002       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
1003           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
1004           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
1005         fns->init (lhs_elt, rhs, gsi);
1006
1007       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
1008          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
1009       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
1010                && TREE_STATIC (rhs)
1011                && TREE_READONLY (rhs)
1012                && targetm.binds_local_p (rhs))
1013         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), gsi);
1014
1015       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
1016          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
1017          the result of a function call.  Which would result in trying to call
1018          the function multiple times, and other evil things.  */
1019       else if (!lhs_elt->is_scalar
1020                && !TREE_SIDE_EFFECTS (rhs) && is_gimple_addressable (rhs))
1021         fns->ldst (lhs_elt, rhs, gsi, true);
1022
1023       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
1024          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
1025       else
1026         fns->use (lhs_elt, gimple_assign_lhs_ptr (stmt), gsi, true, false);
1027     }
1028
1029   /* Similarly to above, LHS_ELT being null only means that the LHS as a
1030      whole is not a scalarizable reference.  There may be occurrences of
1031      scalarizable variables within, which implies a USE.  */
1032   else
1033     sra_walk_expr (gimple_assign_lhs_ptr (stmt), gsi, true, fns);
1034 }
1035
1036 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
1037    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
1038    scalarizable variables.  */
1039
1040 static void
1041 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
1042 {
1043   basic_block bb;
1044   gimple_stmt_iterator si, ni;
1045
1046   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
1047      dominator tree order.  */
1048
1049   FOR_EACH_BB (bb)
1050     for (si = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (si); si = ni)
1051       {
1052         gimple stmt;
1053
1054         stmt = gsi_stmt (si);
1055
1056         ni = si;
1057         gsi_next (&ni);
1058
1059         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
1060            make any structure references that we care about.  */
1061         if (gimple_aliases_computed_p (cfun)
1062             && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, (SSA_OP_VIRTUAL_DEFS | SSA_OP_VUSE)))
1063               continue;
1064
1065         switch (gimple_code (stmt))
1066           {
1067           case GIMPLE_RETURN:
1068             /* If we have "return <retval>" then the return value is
1069                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
1070                force all the components back in place for the return.
1071                */
1072             if (gimple_return_retval (stmt)  == NULL_TREE)
1073               ;
1074             else
1075               sra_walk_expr (gimple_return_retval_ptr (stmt), &si, false,
1076                              fns);
1077             break;
1078
1079           case GIMPLE_ASSIGN:
1080             sra_walk_gimple_assign (stmt, &si, fns);
1081             break;
1082           case GIMPLE_CALL:
1083             sra_walk_gimple_call (stmt, &si, fns);
1084             break;
1085           case GIMPLE_ASM:
1086             sra_walk_gimple_asm (stmt, &si, fns);
1087             break;
1088
1089           default:
1090             break;
1091           }
1092       }
1093 }
1094 \f
1095 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
1096    structures that could be decomposed.  */
1097
1098 static bool
1099 find_candidates_for_sra (void)
1100 {
1101   bool any_set = false;
1102   tree var;
1103   referenced_var_iterator rvi;
1104
1105   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
1106     {
1107       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
1108         {
1109           bitmap_set_bit (sra_candidates, DECL_UID (var));
1110           any_set = true;
1111         }
1112     }
1113
1114   return any_set;
1115 }
1116
1117 \f
1118 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
1119    number of times they are used or copied respectively.  */
1120
1121 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
1122    considered a copy, because we can decompose the reference such that
1123    the sub-elements needn't be contiguous.  */
1124
1125 static void
1126 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
1127           gimple_stmt_iterator *gsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1128           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED, bool use_all ATTRIBUTE_UNUSED)
1129 {
1130   elt->n_uses += 1;
1131 }
1132
1133 static void
1134 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1135            gimple_stmt_iterator *gsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1136 {
1137   lhs_elt->n_copies += 1;
1138   rhs_elt->n_copies += 1;
1139 }
1140
1141 static void
1142 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
1143            gimple_stmt_iterator *gsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1144 {
1145   lhs_elt->n_copies += 1;
1146 }
1147
1148 static void
1149 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
1150            gimple_stmt_iterator *gsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1151            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
1152 {
1153   elt->n_copies += 1;
1154 }
1155
1156 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
1157
1158 static void
1159 scan_dump (struct sra_elt *elt)
1160 {
1161   struct sra_elt *c;
1162
1163   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1164   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
1165
1166   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1167     scan_dump (c);
1168
1169   for (c = elt->groups; c ; c = c->sibling)
1170     scan_dump (c);
1171 }
1172
1173 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
1174    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
1175
1176 static void
1177 scan_function (void)
1178 {
1179   static const struct sra_walk_fns fns = {
1180     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
1181   };
1182   bitmap_iterator bi;
1183
1184   sra_walk_function (&fns);
1185
1186   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1187     {
1188       unsigned i;
1189
1190       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
1191       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1192         {
1193           tree var = referenced_var (i);
1194           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1195           if (elt)
1196             scan_dump (elt);
1197         }
1198       fputc ('\n', dump_file);
1199     }
1200 }
1201 \f
1202 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
1203    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
1204
1205 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
1206    name on the obstack.  */
1207
1208 static void
1209 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1210 {
1211   tree t;
1212   char buffer[32];
1213
1214   if (elt->parent)
1215     {
1216       build_element_name_1 (elt->parent);
1217       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1218
1219       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1220         {
1221           if (elt->element == integer_zero_node)
1222             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1223           else
1224             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1225           return;
1226         }
1227     }
1228
1229   t = elt->element;
1230   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1231     {
1232       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1233       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1234       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1235     }
1236   else if (TREE_CODE (t) == BIT_FIELD_REF)
1237     {
1238       sprintf (buffer, "B" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1239                tree_low_cst (TREE_OPERAND (t, 2), 1));
1240       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1241       sprintf (buffer, "F" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1242                tree_low_cst (TREE_OPERAND (t, 1), 1));
1243       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1244     }
1245   else
1246     {
1247       tree name = DECL_NAME (t);
1248       if (name)
1249         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1250                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1251       else
1252         {
1253           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1254           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1255         }
1256     }
1257 }
1258
1259 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1260    The name is built on the obstack.  */
1261
1262 static char *
1263 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1264 {
1265   build_element_name_1 (elt);
1266   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1267   return XOBFINISH (&sra_obstack, char *);
1268 }
1269
1270 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1271
1272 static void
1273 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1274 {
1275   struct sra_elt *base_elt;
1276   tree var, base;
1277   bool nowarn = TREE_NO_WARNING (elt->element);
1278
1279   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1280     if (!nowarn)
1281       nowarn = TREE_NO_WARNING (base_elt->parent->element);
1282   base = base_elt->element;
1283
1284   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1285
1286   if (DECL_P (elt->element)
1287       && !tree_int_cst_equal (DECL_SIZE (var), DECL_SIZE (elt->element)))
1288     {
1289       DECL_SIZE (var) = DECL_SIZE (elt->element);
1290       DECL_SIZE_UNIT (var) = DECL_SIZE_UNIT (elt->element);
1291
1292       elt->in_bitfld_block = 1;
1293       elt->replacement = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, elt->type, var,
1294                                       DECL_SIZE (var),
1295                                       BYTES_BIG_ENDIAN
1296                                       ? size_binop (MINUS_EXPR,
1297                                                     TYPE_SIZE (elt->type),
1298                                                     DECL_SIZE (var))
1299                                       : bitsize_int (0));
1300     }
1301
1302   /* For vectors, if used on the left hand side with BIT_FIELD_REF,
1303      they are not a gimple register.  */
1304   if (TREE_CODE (TREE_TYPE (var)) == VECTOR_TYPE && elt->is_vector_lhs)
1305     DECL_GIMPLE_REG_P (var) = 0;
1306
1307   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1308   DECL_ARTIFICIAL (var) = 1;
1309
1310   if (TREE_THIS_VOLATILE (elt->type))
1311     {
1312       TREE_THIS_VOLATILE (var) = 1;
1313       TREE_SIDE_EFFECTS (var) = 1;
1314     }
1315
1316   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1317     {
1318       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1319       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1320       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1321
1322       SET_DECL_DEBUG_EXPR (var, generate_element_ref (elt));
1323       DECL_DEBUG_EXPR_IS_FROM (var) = 1;
1324       
1325       DECL_IGNORED_P (var) = 0;
1326       TREE_NO_WARNING (var) = nowarn;
1327     }
1328   else
1329     {
1330       DECL_IGNORED_P (var) = 1;
1331       /* ??? We can't generate any warning that would be meaningful.  */
1332       TREE_NO_WARNING (var) = 1;
1333     }
1334
1335   /* Zero-initialize bit-field scalarization variables, to avoid
1336      triggering undefined behavior.  */
1337   if (TREE_CODE (elt->element) == BIT_FIELD_REF
1338       || (var != elt->replacement
1339           && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF))
1340     {
1341       gimple_seq init = sra_build_assignment (var,
1342                                               fold_convert (TREE_TYPE (var),
1343                                                             integer_zero_node)
1344                                              );
1345       insert_edge_copies_seq (init, ENTRY_BLOCK_PTR);
1346       mark_all_v_defs_seq (init);
1347     }
1348
1349   if (dump_file)
1350     {
1351       fputs ("  ", dump_file);
1352       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1353       fputs (" -> ", dump_file);
1354       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1355       fputc ('\n', dump_file);
1356     }
1357 }
1358
1359 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1360    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1361
1362    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1363    fields all the way up the tree.  */
1364
1365 static void
1366 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1367                         unsigned int parent_copies)
1368 {
1369   if (dump_file && !elt->parent)
1370     {
1371       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1372       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1373       fputc ('\n', dump_file);
1374     }
1375
1376   if (elt->cannot_scalarize)
1377     return;
1378
1379   if (elt->is_scalar)
1380     {
1381       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1382          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1383       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1384         instantiate_element (elt);
1385     }
1386   else
1387     {
1388       struct sra_elt *c, *group;
1389       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1390       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1391
1392       /* Consider groups of sub-elements as weighing in favour of
1393          instantiation whatever their size.  */
1394       for (group = elt->groups; group ; group = group->sibling)
1395         FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, group)
1396           {
1397             c->n_uses += group->n_uses;
1398             c->n_copies += group->n_copies;
1399           }
1400
1401       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1402         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1403     }
1404 }
1405
1406 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1407    We will only care about this if the size of the complete structure
1408    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1409
1410 static unsigned int
1411 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1412 {
1413   if (elt->replacement)
1414     {
1415       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1416       return 1;
1417     }
1418   else
1419     {
1420       struct sra_elt *c;
1421       unsigned int count = 0;
1422
1423       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1424         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1425
1426       return count;
1427     }
1428 }
1429
1430 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1431    children of ELT.  */
1432
1433 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1434
1435 static struct sra_elt *
1436 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1437 {
1438   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1439   if (sub->is_scalar)
1440     {
1441       if (sub->replacement == NULL)
1442         instantiate_element (sub);
1443     }
1444   else
1445     instantiate_missing_elements (sub);
1446   return sub;
1447 }
1448
1449 /* Obtain the canonical type for field F of ELEMENT.  */
1450
1451 static tree
1452 canon_type_for_field (tree f, tree element)
1453 {
1454   tree field_type = TREE_TYPE (f);
1455
1456   /* canonicalize_component_ref() unwidens some bit-field types (not
1457      marked as DECL_BIT_FIELD in C++), so we must do the same, lest we
1458      may introduce type mismatches.  */
1459   if (INTEGRAL_TYPE_P (field_type)
1460       && DECL_MODE (f) != TYPE_MODE (field_type))
1461     field_type = TREE_TYPE (get_unwidened (build3 (COMPONENT_REF,
1462                                                    field_type,
1463                                                    element,
1464                                                    f, NULL_TREE),
1465                                            NULL_TREE));
1466
1467   return field_type;
1468 }
1469
1470 /* Look for adjacent fields of ELT starting at F that we'd like to
1471    scalarize as a single variable.  Return the last field of the
1472    group.  */
1473
1474 static tree
1475 try_instantiate_multiple_fields (struct sra_elt *elt, tree f)
1476 {
1477   int count;
1478   unsigned HOST_WIDE_INT align, bit, size, alchk;
1479   enum machine_mode mode;
1480   tree first = f, prev;
1481   tree type, var;
1482   struct sra_elt *block;
1483
1484   /* Point fields are typically best handled as standalone entities.  */
1485   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (f)))
1486     return f;
1487     
1488   if (!is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (f))
1489       || !host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1490       || !host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)
1491       || !host_integerp (DECL_SIZE (f), 1)
1492       || lookup_element (elt, f, NULL, NO_INSERT))
1493     return f;
1494
1495   block = elt;
1496
1497   /* For complex and array objects, there are going to be integer
1498      literals as child elements.  In this case, we can't just take the
1499      alignment and mode of the decl, so we instead rely on the element
1500      type.
1501
1502      ??? We could try to infer additional alignment from the full
1503      object declaration and the location of the sub-elements we're
1504      accessing.  */
1505   for (count = 0; !DECL_P (block->element); count++)
1506     block = block->parent;
1507
1508   align = DECL_ALIGN (block->element);
1509   alchk = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (block->element));
1510
1511   if (count)
1512     {
1513       type = TREE_TYPE (block->element);
1514       while (count--)
1515         type = TREE_TYPE (type);
1516
1517       align = TYPE_ALIGN (type);
1518       alchk = GET_MODE_BITSIZE (TYPE_MODE (type));
1519     }
1520
1521   if (align < alchk)
1522     align = alchk;
1523
1524   /* Coalescing wider fields is probably pointless and
1525      inefficient.  */
1526   if (align > BITS_PER_WORD)
1527     align = BITS_PER_WORD;
1528
1529   bit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1530     + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1531   size = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1532
1533   alchk = align - 1;
1534   alchk = ~alchk;
1535
1536   if ((bit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1537     return f;
1538
1539   /* Find adjacent fields in the same alignment word.  */
1540
1541   for (prev = f, f = TREE_CHAIN (f);
1542        f && TREE_CODE (f) == FIELD_DECL
1543          && is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (f))
1544          && host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1545          && host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)
1546          && host_integerp (DECL_SIZE (f), 1)
1547          && !lookup_element (elt, f, NULL, NO_INSERT);
1548        prev = f, f = TREE_CHAIN (f))
1549     {
1550       unsigned HOST_WIDE_INT nbit, nsize;
1551
1552       nbit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1553         + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1554       nsize = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1555
1556       if (bit + size == nbit)
1557         {
1558           if ((bit & alchk) != ((nbit + nsize - 1) & alchk))
1559             {
1560               /* If we're at an alignment boundary, don't bother
1561                  growing alignment such that we can include this next
1562                  field.  */
1563               if ((nbit & alchk)
1564                   || GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f)) <= align)
1565                 break;
1566
1567               align = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f));
1568               alchk = align - 1;
1569               alchk = ~alchk;
1570
1571               if ((bit & alchk) != ((nbit + nsize - 1) & alchk))
1572                 break;
1573             }
1574           size += nsize;
1575         }
1576       else if (nbit + nsize == bit)
1577         {
1578           if ((nbit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1579             {
1580               if ((bit & alchk)
1581                   || GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f)) <= align)
1582                 break;
1583
1584               align = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f));
1585               alchk = align - 1;
1586               alchk = ~alchk;
1587
1588               if ((nbit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1589                 break;
1590             }
1591           bit = nbit;
1592           size += nsize;
1593         }
1594       else
1595         break;
1596     }
1597
1598   f = prev;
1599
1600   if (f == first)
1601     return f;
1602
1603   gcc_assert ((bit & alchk) == ((bit + size - 1) & alchk));
1604
1605   /* Try to widen the bit range so as to cover padding bits as well.  */
1606
1607   if ((bit & ~alchk) || size != align)
1608     {
1609       unsigned HOST_WIDE_INT mbit = bit & alchk;
1610       unsigned HOST_WIDE_INT msize = align;
1611
1612       for (f = TYPE_FIELDS (elt->type);
1613            f; f = TREE_CHAIN (f))
1614         {
1615           unsigned HOST_WIDE_INT fbit, fsize;
1616
1617           /* Skip the fields from first to prev.  */
1618           if (f == first)
1619             {
1620               f = prev;
1621               continue;
1622             }
1623
1624           if (!(TREE_CODE (f) == FIELD_DECL
1625                 && host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1626                 && host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)))
1627             continue;
1628
1629           fbit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1630             + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1631
1632           /* If we're past the selected word, we're fine.  */
1633           if ((bit & alchk) < (fbit & alchk))
1634             continue;
1635
1636           if (host_integerp (DECL_SIZE (f), 1))
1637             fsize = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1638           else
1639             /* Assume a variable-sized field takes up all space till
1640                the end of the word.  ??? Endianness issues?  */
1641             fsize = align - (fbit & alchk);
1642
1643           if ((fbit & alchk) < (bit & alchk))
1644             {
1645               /* A large field might start at a previous word and
1646                  extend into the selected word.  Exclude those
1647                  bits.  ??? Endianness issues? */
1648               HOST_WIDE_INT diff = fbit + fsize - mbit;
1649
1650               if (diff <= 0)
1651                 continue;
1652
1653               mbit += diff;
1654               msize -= diff;
1655             }
1656           else
1657             {
1658               /* Non-overlapping, great.  */
1659               if (fbit + fsize <= mbit
1660                   || mbit + msize <= fbit)
1661                 continue;
1662
1663               if (fbit <= mbit)
1664                 {
1665                   unsigned HOST_WIDE_INT diff = fbit + fsize - mbit;
1666                   mbit += diff;
1667                   msize -= diff;
1668                 }
1669               else if (fbit > mbit)
1670                 msize -= (mbit + msize - fbit);
1671               else
1672                 gcc_unreachable ();
1673             }
1674         }
1675
1676       bit = mbit;
1677       size = msize;
1678     }
1679
1680   /* Now we know the bit range we're interested in.  Find the smallest
1681      machine mode we can use to access it.  */
1682
1683   for (mode = smallest_mode_for_size (size, MODE_INT);
1684        ;
1685        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1686     {
1687       gcc_assert (mode != VOIDmode);
1688
1689       alchk = GET_MODE_PRECISION (mode) - 1;
1690       alchk = ~alchk;
1691
1692       if ((bit & alchk) == ((bit + size - 1) & alchk))
1693         break;
1694     }
1695
1696   gcc_assert (~alchk < align);
1697
1698   /* Create the field group as a single variable.  */
1699
1700   /* We used to create a type for the mode above, but size turns
1701      to be out not of mode-size.  As we need a matching type
1702      to build a BIT_FIELD_REF, use a nonstandard integer type as
1703      fallback.  */
1704   type = lang_hooks.types.type_for_size (size, 1);
1705   if (!type || TYPE_PRECISION (type) != size)
1706     type = build_nonstandard_integer_type (size, 1);
1707   gcc_assert (type);
1708   var = build3 (BIT_FIELD_REF, type, NULL_TREE,
1709                 bitsize_int (size), bitsize_int (bit));
1710
1711   block = instantiate_missing_elements_1 (elt, var, type);
1712   gcc_assert (block && block->is_scalar);
1713
1714   var = block->replacement;
1715
1716   if ((bit & ~alchk)
1717       || (HOST_WIDE_INT)size != tree_low_cst (DECL_SIZE (var), 1))
1718     {
1719       block->replacement = fold_build3 (BIT_FIELD_REF,
1720                                         TREE_TYPE (block->element), var,
1721                                         bitsize_int (size),
1722                                         bitsize_int (bit & ~alchk));
1723     }
1724
1725   block->in_bitfld_block = 2;
1726
1727   /* Add the member fields to the group, such that they access
1728      portions of the group variable.  */
1729
1730   for (f = first; f != TREE_CHAIN (prev); f = TREE_CHAIN (f))
1731     {
1732       tree field_type = canon_type_for_field (f, elt->element);
1733       struct sra_elt *fld = lookup_element (block, f, field_type, INSERT);
1734
1735       gcc_assert (fld && fld->is_scalar && !fld->replacement);
1736
1737       fld->replacement = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, field_type, var,
1738                                       DECL_SIZE (f),
1739                                       bitsize_int
1740                                       ((TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (f))
1741                                         * BITS_PER_UNIT
1742                                         + (TREE_INT_CST_LOW
1743                                            (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f))))
1744                                        & ~alchk));
1745       fld->in_bitfld_block = 1;
1746     }
1747
1748   return prev;
1749 }
1750
1751 static void
1752 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1753 {
1754   tree type = elt->type;
1755
1756   switch (TREE_CODE (type))
1757     {
1758     case RECORD_TYPE:
1759       {
1760         tree f;
1761         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1762           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1763             {
1764               tree last = try_instantiate_multiple_fields (elt, f);
1765
1766               if (last != f)
1767                 {
1768                   f = last;
1769                   continue;
1770                 }
1771
1772               instantiate_missing_elements_1 (elt, f,
1773                                               canon_type_for_field
1774                                               (f, elt->element));
1775             }
1776         break;
1777       }
1778
1779     case ARRAY_TYPE:
1780       {
1781         tree i, max, subtype;
1782
1783         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1784         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1785         subtype = TREE_TYPE (type);
1786
1787         while (1)
1788           {
1789             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1790             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1791               break;
1792             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1793           }
1794
1795         break;
1796       }
1797
1798     case COMPLEX_TYPE:
1799       type = TREE_TYPE (type);
1800       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1801       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1802       break;
1803
1804     default:
1805       gcc_unreachable ();
1806     }
1807 }
1808
1809 /* Return true if there is only one non aggregate field in the record, TYPE.
1810    Return false otherwise.  */
1811
1812 static bool
1813 single_scalar_field_in_record_p (tree type)
1814 {
1815    int num_fields = 0;
1816    tree field;
1817    if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
1818      return false;
1819
1820    for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
1821      if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1822        {
1823          num_fields++;
1824
1825          if (num_fields == 2)
1826            return false;
1827          
1828          if (AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (field)))
1829            return false;
1830        }
1831
1832    return true;
1833 }
1834
1835 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1836    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1837    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1838
1839 static bool
1840 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1841 {
1842   struct sra_elt *c;
1843   bool any_inst;
1844
1845   /* We shouldn't be invoked on groups of sub-elements as they must
1846      behave like their parent as far as block copy is concerned.  */
1847   gcc_assert (!elt->is_group);
1848
1849   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1850   if (elt->cannot_scalarize)
1851     {
1852       elt->use_block_copy = 1;
1853
1854       if (dump_file)
1855         {
1856           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1857           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1858           fputc ('\n', dump_file);
1859         }
1860
1861       /* Disable scalarization of sub-elements */
1862       for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
1863         {
1864           c->cannot_scalarize = 1;
1865           decide_block_copy (c);
1866         }
1867
1868       /* Groups behave like their parent.  */
1869       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1870         {
1871           c->cannot_scalarize = 1;
1872           c->use_block_copy = 1;
1873         }
1874
1875       return false;
1876     }
1877
1878   /* Don't decide if we've no uses and no groups.  */
1879   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0 && elt->groups == NULL)
1880     ;
1881
1882   else if (!elt->is_scalar)
1883     {
1884       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1885       bool use_block_copy = true;
1886
1887       /* Tradeoffs for COMPLEX types pretty much always make it better
1888          to go ahead and split the components.  */
1889       if (TREE_CODE (elt->type) == COMPLEX_TYPE)
1890         use_block_copy = false;
1891
1892       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1893          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1894          copies for variable sized structures.  */
1895       else if (host_integerp (size_tree, 1))
1896         {
1897           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1898           unsigned int max_size, max_count, inst_count, full_count;
1899
1900           /* If the sra-max-structure-size parameter is 0, then the
1901              user has not overridden the parameter and we can choose a
1902              sensible default.  */
1903           max_size = SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1904             ? SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1905             : MOVE_RATIO (optimize_function_for_speed_p (cfun)) * UNITS_PER_WORD;
1906           max_count = SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1907             ? SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1908             : MOVE_RATIO (optimize_function_for_speed_p (cfun));
1909
1910           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1911           full_count = count_type_elements (elt->type, false);
1912           inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1913
1914           /* If there is only one scalar field in the record, don't block copy.  */
1915           if (single_scalar_field_in_record_p (elt->type))
1916             use_block_copy = false;
1917
1918           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only
1919              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1920              If there are a large number of fields then the size of the copy
1921              is much more of a factor.  */
1922
1923           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1924              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1925           if (full_size <= max_size
1926               && (full_count - inst_count) <= max_count
1927               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1928             use_block_copy = false;
1929           else if (inst_count * 100 >= full_count * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO
1930                    && inst_size * 100 >= full_size * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO)
1931             use_block_copy = false;
1932
1933           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1934              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1935           if (!use_block_copy
1936               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1937                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1938             use_block_copy = true;
1939         }
1940
1941       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1942
1943       /* Groups behave like their parent.  */
1944       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1945         c->use_block_copy = use_block_copy;
1946
1947       if (dump_file)
1948         {
1949           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1950                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1951           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1952           fputc ('\n', dump_file);
1953         }
1954
1955       if (!use_block_copy)
1956         {
1957           instantiate_missing_elements (elt);
1958           return true;
1959         }
1960     }
1961
1962   any_inst = elt->replacement != NULL;
1963
1964   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1965     any_inst |= decide_block_copy (c);
1966
1967   return any_inst;
1968 }
1969
1970 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1971
1972 static void
1973 decide_instantiations (void)
1974 {
1975   unsigned int i;
1976   bool cleared_any;
1977   bitmap_head done_head;
1978   bitmap_iterator bi;
1979
1980   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1981      so save up all the bits to clear until the end.  */
1982   bitmap_initialize (&done_head, &bitmap_default_obstack);
1983   cleared_any = false;
1984
1985   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1986     {
1987       tree var = referenced_var (i);
1988       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1989       if (elt)
1990         {
1991           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1992           if (!decide_block_copy (elt))
1993             elt = NULL;
1994         }
1995       if (!elt)
1996         {
1997           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1998           cleared_any = true;
1999         }
2000     }
2001
2002   if (cleared_any)
2003     {
2004       bitmap_and_compl_into (sra_candidates, &done_head);
2005       bitmap_and_compl_into (needs_copy_in, &done_head);
2006     }
2007   bitmap_clear (&done_head);
2008   
2009   mark_set_for_renaming (sra_candidates);
2010
2011   if (dump_file)
2012     fputc ('\n', dump_file);
2013 }
2014
2015 \f
2016 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
2017
2018 /* Mark all the variables in VDEF/VUSE operators for STMT for
2019    renaming. This becomes necessary when we modify all of a
2020    non-scalar.  */
2021
2022 static void
2023 mark_all_v_defs_stmt (gimple stmt)
2024 {
2025   tree sym;
2026   ssa_op_iter iter;
2027
2028   update_stmt_if_modified (stmt);
2029
2030   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (sym, stmt, iter, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)
2031     {
2032       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
2033         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
2034       mark_sym_for_renaming (sym);
2035     }
2036 }
2037
2038
2039 /* Mark all the variables in virtual operands in all the statements in
2040    LIST for renaming.  */
2041
2042 static void
2043 mark_all_v_defs_seq (gimple_seq seq)
2044 {
2045   gimple_stmt_iterator gsi;
2046
2047   for (gsi = gsi_start (seq); !gsi_end_p (gsi); gsi_next (&gsi))
2048     mark_all_v_defs_stmt (gsi_stmt (gsi));
2049 }
2050
2051 /* Mark every replacement under ELT with TREE_NO_WARNING.  */
2052
2053 static void
2054 mark_no_warning (struct sra_elt *elt)
2055 {
2056   if (!elt->all_no_warning)
2057     {
2058       if (elt->replacement)
2059         TREE_NO_WARNING (elt->replacement) = 1;
2060       else
2061         {
2062           struct sra_elt *c;
2063           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2064             mark_no_warning (c);
2065         }
2066       elt->all_no_warning = true;
2067     }
2068 }
2069
2070 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
2071
2072 static tree
2073 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
2074 {
2075   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
2076     {
2077     case RECORD_TYPE:
2078       {
2079         tree field = elt->element;
2080
2081         /* We can't test elt->in_bitfld_block here because, when this is
2082            called from instantiate_element, we haven't set this field
2083            yet.  */
2084         if (TREE_CODE (field) == BIT_FIELD_REF)
2085           {
2086             tree ret = unshare_expr (field);
2087             TREE_OPERAND (ret, 0) = base;
2088             return ret;
2089           }
2090
2091         /* Watch out for compatible records with differing field lists.  */
2092         if (DECL_FIELD_CONTEXT (field) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (base)))
2093           field = find_compatible_field (TREE_TYPE (base), field);
2094
2095         return build3 (COMPONENT_REF, elt->type, base, field, NULL);
2096       }
2097
2098     case ARRAY_TYPE:
2099       if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
2100         return build4 (ARRAY_RANGE_REF, elt->type, base,
2101                        TREE_OPERAND (elt->element, 0), NULL, NULL);
2102       else
2103         return build4 (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
2104
2105     case COMPLEX_TYPE:
2106       if (elt->element == integer_zero_node)
2107         return build1 (REALPART_EXPR, elt->type, base);
2108       else
2109         return build1 (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
2110
2111     default:
2112       gcc_unreachable ();
2113     }
2114 }
2115
2116 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
2117
2118 static tree
2119 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
2120 {
2121   if (elt->parent)
2122     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
2123   else
2124     return elt->element;
2125 }
2126
2127 /* Return true if BF is a bit-field that we can handle like a scalar.  */
2128
2129 static bool
2130 scalar_bitfield_p (tree bf)
2131 {
2132   return (TREE_CODE (bf) == BIT_FIELD_REF
2133           && (is_gimple_reg (TREE_OPERAND (bf, 0))
2134               || (TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (bf, 0))) != BLKmode
2135                   && (!TREE_SIDE_EFFECTS (TREE_OPERAND (bf, 0))
2136                       || (GET_MODE_BITSIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE
2137                                                        (TREE_OPERAND (bf, 0))))
2138                           <= BITS_PER_WORD)))));
2139 }
2140
2141 /* Create an assignment statement from SRC to DST.  */
2142
2143 static gimple_seq
2144 sra_build_assignment (tree dst, tree src)
2145 {
2146   gimple stmt;
2147   gimple_seq seq = NULL, seq2 = NULL;
2148   /* Turning BIT_FIELD_REFs into bit operations enables other passes
2149      to do a much better job at optimizing the code.
2150      From dst = BIT_FIELD_REF <var, sz, off> we produce
2151
2152         SR.1 = (scalar type) var;
2153         SR.2 = SR.1 >> off;
2154         SR.3 = SR.2 & ((1 << sz) - 1);
2155         ... possible sign extension of SR.3 ...
2156         dst = (destination type) SR.3;
2157    */
2158   if (scalar_bitfield_p (src))
2159     {
2160       tree var, shift, width;
2161       tree utype, stype;
2162       bool unsignedp = (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src))
2163                         ? TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)) : true);
2164       struct gimplify_ctx gctx;
2165
2166       var = TREE_OPERAND (src, 0);
2167       width = TREE_OPERAND (src, 1);
2168       /* The offset needs to be adjusted to a right shift quantity
2169          depending on the endianness.  */
2170       if (BYTES_BIG_ENDIAN)
2171         {
2172           tree tmp = size_binop (PLUS_EXPR, width, TREE_OPERAND (src, 2));
2173           shift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), tmp);
2174         }
2175       else
2176         shift = TREE_OPERAND (src, 2);
2177
2178       /* In weird cases we have non-integral types for the source or
2179          destination object.
2180          ???  For unknown reasons we also want an unsigned scalar type.  */
2181       stype = TREE_TYPE (var);
2182       if (!INTEGRAL_TYPE_P (stype))
2183         stype = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW
2184                                                 (TYPE_SIZE (stype)), 1);
2185       else if (!TYPE_UNSIGNED (stype))
2186         stype = unsigned_type_for (stype);
2187
2188       utype = TREE_TYPE (dst);
2189       if (!INTEGRAL_TYPE_P (utype))
2190         utype = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW
2191                                                 (TYPE_SIZE (utype)), 1);
2192       else if (!TYPE_UNSIGNED (utype))
2193         utype = unsigned_type_for (utype);
2194
2195       /* Convert the base var of the BIT_FIELD_REF to the scalar type
2196          we use for computation if we cannot use it directly.  */
2197       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2198         var = fold_convert (stype, var);
2199       else
2200         var = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR, stype, var);
2201
2202       if (!integer_zerop (shift))
2203         var = fold_build2 (RSHIFT_EXPR, stype, var, shift);
2204
2205       /* If we need a masking operation, produce one.  */
2206       if (TREE_INT_CST_LOW (width) == TYPE_PRECISION (stype))
2207         unsignedp = true;
2208       else
2209         {
2210           tree one = build_int_cst_wide (stype, 1, 0);
2211           tree mask = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, one, width, 0);
2212           mask = int_const_binop (MINUS_EXPR, mask, one, 0);
2213           var = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, stype, var, mask);
2214         }
2215
2216       /* After shifting and masking, convert to the target type.  */
2217       var = fold_convert (utype, var);
2218
2219       /* Perform sign extension, if required.
2220          ???  This should never be necessary.  */
2221       if (!unsignedp)
2222         {
2223           tree signbit = int_const_binop (LSHIFT_EXPR,
2224                                           build_int_cst_wide (utype, 1, 0),
2225                                           size_binop (MINUS_EXPR, width,
2226                                                       bitsize_int (1)), 0);
2227
2228           var = fold_build2 (BIT_XOR_EXPR, utype, var, signbit);
2229           var = fold_build2 (MINUS_EXPR, utype, var, signbit);
2230         }
2231
2232       /* fold_build3 (BIT_FIELD_REF, ...) sometimes returns a cast.  */
2233       STRIP_NOPS (dst);
2234
2235       /* Finally, move and convert to the destination.  */
2236       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (dst)))
2237         var = fold_convert (TREE_TYPE (dst), var);
2238       else
2239         var = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR, TREE_TYPE (dst), var);
2240
2241       push_gimplify_context (&gctx);
2242       gctx.into_ssa = true;
2243       gctx.allow_rhs_cond_expr = true;
2244
2245       gimplify_assign (dst, var, &seq);
2246
2247       if (gimple_referenced_vars (cfun))
2248         for (var = gctx.temps; var; var = TREE_CHAIN (var))
2249           add_referenced_var (var);
2250       pop_gimplify_context (NULL);
2251
2252       return seq;
2253     }
2254
2255   /* fold_build3 (BIT_FIELD_REF, ...) sometimes returns a cast.  */
2256   if (CONVERT_EXPR_P (dst))
2257     {
2258       STRIP_NOPS (dst);
2259       src = fold_convert (TREE_TYPE (dst), src);
2260     }
2261   /* It was hoped that we could perform some type sanity checking
2262      here, but since front-ends can emit accesses of fields in types
2263      different from their nominal types and copy structures containing
2264      them as a whole, we'd have to handle such differences here.
2265      Since such accesses under different types require compatibility
2266      anyway, there's little point in making tests and/or adding
2267      conversions to ensure the types of src and dst are the same.
2268      So we just assume type differences at this point are ok.
2269      The only exception we make here are pointer types, which can be different
2270      in e.g. structurally equal, but non-identical RECORD_TYPEs.  */
2271   else if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (dst))
2272            && !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dst), TREE_TYPE (src)))
2273     src = fold_convert (TREE_TYPE (dst), src);
2274
2275   /* ???  Only call the gimplifier if we need to.  Otherwise we may 
2276      end up substituting with DECL_VALUE_EXPR - see PR37380.  */
2277   if (!handled_component_p (src)
2278       && !SSA_VAR_P (src))
2279     {
2280       src = force_gimple_operand (src, &seq2, false, NULL_TREE);
2281       gimple_seq_add_seq (&seq, seq2);
2282     }
2283   stmt = gimple_build_assign (dst, src);
2284   gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2285   return seq;
2286 }
2287
2288 /* BIT_FIELD_REFs must not be shared.  sra_build_elt_assignment()
2289    takes care of assignments, but we must create copies for uses.  */
2290 #define REPLDUP(t) (TREE_CODE (t) != BIT_FIELD_REF ? (t) : unshare_expr (t))
2291
2292 /* Emit an assignment from SRC to DST, but if DST is a scalarizable
2293    BIT_FIELD_REF, turn it into bit operations.  */
2294
2295 static gimple_seq
2296 sra_build_bf_assignment (tree dst, tree src)
2297 {
2298   tree var, type, utype, tmp, tmp2, tmp3;
2299   gimple_seq seq;
2300   gimple stmt;
2301   tree cst, cst2, mask;
2302   tree minshift, maxshift;
2303
2304   if (TREE_CODE (dst) != BIT_FIELD_REF)
2305     return sra_build_assignment (dst, src);
2306
2307   var = TREE_OPERAND (dst, 0);
2308
2309   if (!scalar_bitfield_p (dst))
2310     return sra_build_assignment (REPLDUP (dst), src);
2311
2312   seq = NULL;
2313
2314   cst = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (dst, 2));
2315   cst2 = size_binop (PLUS_EXPR,
2316                      fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (dst, 1)),
2317                      cst);
2318
2319   if (BYTES_BIG_ENDIAN)
2320     {
2321       maxshift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), cst);
2322       minshift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), cst2);
2323     }
2324   else
2325     {
2326       maxshift = cst2;
2327       minshift = cst;
2328     }
2329
2330   type = TREE_TYPE (var);
2331   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type))
2332     type = lang_hooks.types.type_for_size
2333       (TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var))), 1);
2334   if (TYPE_UNSIGNED (type))
2335     utype = type;
2336   else
2337     utype = unsigned_type_for (type);
2338
2339   mask = build_int_cst_wide (utype, 1, 0);
2340   if (TREE_INT_CST_LOW (maxshift) == TYPE_PRECISION (utype))
2341     cst = build_int_cst_wide (utype, 0, 0);
2342   else
2343     cst = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, mask, maxshift, true);
2344   if (integer_zerop (minshift))
2345     cst2 = mask;
2346   else
2347     cst2 = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, mask, minshift, true);
2348   mask = int_const_binop (MINUS_EXPR, cst, cst2, true);
2349   mask = fold_build1 (BIT_NOT_EXPR, utype, mask);
2350
2351   if (TYPE_MAIN_VARIANT (utype) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
2352       && !integer_zerop (mask))
2353     {
2354       tmp = var;
2355       if (!is_gimple_variable (tmp))
2356         tmp = unshare_expr (var);
2357       else
2358         TREE_NO_WARNING (var) = true;
2359
2360       tmp2 = make_rename_temp (utype, "SR");
2361
2362       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2363         tmp = fold_convert (utype, tmp);
2364       else
2365         tmp = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR, utype, tmp);
2366
2367       stmt = gimple_build_assign (tmp2, tmp);
2368       gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2369     }
2370   else
2371     tmp2 = var;
2372
2373   if (!integer_zerop (mask))
2374     {
2375       tmp = make_rename_temp (utype, "SR");
2376       stmt = gimple_build_assign (tmp, fold_build2 (BIT_AND_EXPR, utype,
2377                                                     tmp2, mask));
2378       gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2379     }
2380   else
2381     tmp = mask;
2382
2383   if (is_gimple_reg (src) && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2384     tmp2 = src;
2385   else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2386     {
2387       gimple_seq tmp_seq;
2388       tmp2 = make_rename_temp (TREE_TYPE (src), "SR");
2389       tmp_seq = sra_build_assignment (tmp2, src);
2390       gimple_seq_add_seq (&seq, tmp_seq);
2391     }
2392   else
2393     {
2394       gimple_seq tmp_seq;
2395       tmp2 = make_rename_temp
2396         (lang_hooks.types.type_for_size
2397          (TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))),
2398           1), "SR");
2399       tmp_seq = sra_build_assignment (tmp2, fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2400                                                       TREE_TYPE (tmp2), src));
2401       gimple_seq_add_seq (&seq, tmp_seq);
2402     }
2403
2404   if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (tmp2)))
2405     {
2406       gimple_seq tmp_seq;
2407       tree ut = unsigned_type_for (TREE_TYPE (tmp2));
2408       tmp3 = make_rename_temp (ut, "SR");
2409       tmp2 = fold_convert (ut, tmp2);
2410       tmp_seq = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2411       gimple_seq_add_seq (&seq, tmp_seq);
2412
2413       tmp2 = fold_build1 (BIT_NOT_EXPR, utype, mask);
2414       tmp2 = int_const_binop (RSHIFT_EXPR, tmp2, minshift, true);
2415       tmp2 = fold_convert (ut, tmp2);
2416       tmp2 = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, ut, tmp3, tmp2);
2417
2418       if (tmp3 != tmp2)
2419         {
2420           tmp3 = make_rename_temp (ut, "SR");
2421           tmp_seq = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2422           gimple_seq_add_seq (&seq, tmp_seq);
2423         }
2424
2425       tmp2 = tmp3;
2426     }
2427
2428   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (tmp2)) != TYPE_MAIN_VARIANT (utype))
2429     {
2430       gimple_seq tmp_seq;
2431       tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2432       tmp2 = fold_convert (utype, tmp2);
2433       tmp_seq = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2434       gimple_seq_add_seq (&seq, tmp_seq);
2435       tmp2 = tmp3;
2436     }
2437
2438   if (!integer_zerop (minshift))
2439     {
2440       tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2441       stmt = gimple_build_assign (tmp3, fold_build2 (LSHIFT_EXPR, utype,
2442                                                      tmp2, minshift));
2443       gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2444       tmp2 = tmp3;
2445     }
2446
2447   if (utype != TREE_TYPE (var))
2448     tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2449   else
2450     tmp3 = var;
2451   stmt = gimple_build_assign (tmp3, fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, utype,
2452                                                  tmp, tmp2));
2453       gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2454
2455   if (tmp3 != var)
2456     {
2457       if (TREE_TYPE (var) == type)
2458         stmt = gimple_build_assign (var, fold_convert (type, tmp3));
2459       else
2460         stmt = gimple_build_assign (var, fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2461                                                       TREE_TYPE (var), tmp3));
2462       gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2463     }
2464
2465   return seq;
2466 }
2467
2468 /* Expand an assignment of SRC to the scalarized representation of
2469    ELT.  If it is a field group, try to widen the assignment to cover
2470    the full variable.  */
2471
2472 static gimple_seq
2473 sra_build_elt_assignment (struct sra_elt *elt, tree src)
2474 {
2475   tree dst = elt->replacement;
2476   tree var, tmp, cst, cst2;
2477   gimple stmt;
2478   gimple_seq seq;
2479
2480   if (TREE_CODE (dst) != BIT_FIELD_REF
2481       || !elt->in_bitfld_block)
2482     return sra_build_assignment (REPLDUP (dst), src);
2483
2484   var = TREE_OPERAND (dst, 0);
2485
2486   /* Try to widen the assignment to the entire variable.
2487      We need the source to be a BIT_FIELD_REF as well, such that, for
2488      BIT_FIELD_REF<d,sz,dp> = BIT_FIELD_REF<s,sz,sp>,
2489      by design, conditions are met such that we can turn it into
2490      d = BIT_FIELD_REF<s,dw,sp-dp>.  */
2491   if (elt->in_bitfld_block == 2
2492       && TREE_CODE (src) == BIT_FIELD_REF)
2493     {
2494       tmp = src;
2495       cst = TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var));
2496       cst2 = size_binop (MINUS_EXPR, TREE_OPERAND (src, 2),
2497                          TREE_OPERAND (dst, 2));
2498
2499       src = TREE_OPERAND (src, 0);
2500
2501       /* Avoid full-width bit-fields.  */
2502       if (integer_zerop (cst2)
2503           && tree_int_cst_equal (cst, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))))
2504         {
2505           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src))
2506               && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)))
2507             src = fold_convert (unsigned_type_for (TREE_TYPE (src)), src);
2508
2509           /* If a single conversion won't do, we'll need a statement
2510              list.  */
2511           if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
2512               != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (src)))
2513             {
2514               gimple_seq tmp_seq;
2515               seq = NULL;
2516
2517               if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2518                 src = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2519                                    lang_hooks.types.type_for_size
2520                                    (TREE_INT_CST_LOW
2521                                     (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))),
2522                                     1), src);
2523               gcc_assert (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)));
2524
2525               tmp = make_rename_temp (TREE_TYPE (src), "SR");
2526               stmt = gimple_build_assign (tmp, src);
2527               gimple_seq_add_stmt (&seq, stmt);
2528
2529               tmp_seq = sra_build_assignment (var,
2530                                               fold_convert (TREE_TYPE (var),
2531                                                             tmp));
2532               gimple_seq_add_seq (&seq, tmp_seq);
2533
2534               return seq;
2535             }
2536
2537           src = fold_convert (TREE_TYPE (var), src);
2538         }
2539       else
2540         {
2541           src = fold_convert (TREE_TYPE (var), tmp);
2542         }
2543
2544       return sra_build_assignment (var, src);
2545     }
2546
2547   return sra_build_bf_assignment (dst, src);
2548 }
2549
2550 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all
2551    instantiated elements under ELT to or from the equivalent structure
2552    rooted at EXPR.  COPY_OUT controls the direction of the copy, with
2553    true meaning to copy out of EXPR into ELT.  */
2554
2555 static void
2556 generate_copy_inout (struct sra_elt *elt, bool copy_out, tree expr,
2557                      gimple_seq *seq_p)
2558 {
2559   struct sra_elt *c;
2560   gimple_seq tmp_seq;
2561   tree t;
2562
2563   if (!copy_out && TREE_CODE (expr) == SSA_NAME
2564       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == COMPLEX_TYPE)
2565     {
2566       tree r, i;
2567
2568       c = lookup_element (elt, integer_zero_node, NULL, NO_INSERT);
2569       r = c->replacement;
2570       c = lookup_element (elt, integer_one_node, NULL, NO_INSERT);
2571       i = c->replacement;
2572
2573       t = build2 (COMPLEX_EXPR, elt->type, r, i);
2574       tmp_seq = sra_build_bf_assignment (expr, t);
2575       SSA_NAME_DEF_STMT (expr) = gimple_seq_last_stmt (tmp_seq);
2576       gimple_seq_add_seq (seq_p, tmp_seq);
2577     }
2578   else if (elt->replacement)
2579     {
2580       if (copy_out)
2581         tmp_seq = sra_build_elt_assignment (elt, expr);
2582       else
2583         tmp_seq = sra_build_bf_assignment (expr, REPLDUP (elt->replacement));
2584       gimple_seq_add_seq (seq_p, tmp_seq);
2585     }
2586   else
2587     {
2588       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2589         {
2590           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
2591           generate_copy_inout (c, copy_out, t, seq_p);
2592         }
2593     }
2594 }
2595
2596 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
2597    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
2598    correspondence of instantiated elements.  */
2599
2600 static void
2601 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, gimple_seq *seq_p)
2602 {
2603   struct sra_elt *dc, *sc;
2604
2605   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dc, dst)
2606     {
2607       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
2608       if (!sc && dc->in_bitfld_block == 2)
2609         {
2610           struct sra_elt *dcs;
2611
2612           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dcs, dc)
2613             {
2614               sc = lookup_element (src, dcs->element, NULL, NO_INSERT);
2615               gcc_assert (sc);
2616               generate_element_copy (dcs, sc, seq_p);
2617             }
2618
2619           continue;
2620         }
2621
2622       /* If DST and SRC are structs with the same elements, but do not have
2623          the same TYPE_MAIN_VARIANT, then lookup of DST FIELD_DECL in SRC
2624          will fail.  Try harder by finding the corresponding FIELD_DECL
2625          in SRC.  */
2626       if (!sc)
2627         {
2628           tree f;
2629
2630           gcc_assert (useless_type_conversion_p (dst->type, src->type));
2631           gcc_assert (TREE_CODE (dc->element) == FIELD_DECL);
2632           for (f = TYPE_FIELDS (src->type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
2633             if (simple_cst_equal (DECL_FIELD_OFFSET (f),
2634                                   DECL_FIELD_OFFSET (dc->element)) > 0
2635                 && simple_cst_equal (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f),
2636                                      DECL_FIELD_BIT_OFFSET (dc->element)) > 0
2637                 && simple_cst_equal (DECL_SIZE (f),
2638                                      DECL_SIZE (dc->element)) > 0
2639                 && (useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dc->element),
2640                                                TREE_TYPE (f))
2641                     || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (dc->element))
2642                         && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (f)))))
2643               break;
2644           gcc_assert (f != NULL_TREE);
2645           sc = lookup_element (src, f, NULL, NO_INSERT);
2646         }
2647
2648       generate_element_copy (dc, sc, seq_p);
2649     }
2650
2651   if (dst->replacement)
2652     {
2653       gimple_seq tmp_seq;
2654
2655       gcc_assert (src->replacement);
2656
2657       tmp_seq = sra_build_elt_assignment (dst, REPLDUP (src->replacement));
2658       gimple_seq_add_seq (seq_p, tmp_seq);
2659     }
2660 }
2661
2662 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
2663    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
2664    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
2665    with generate_element_init.  */
2666
2667 static void
2668 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, gimple_seq *seq_p)
2669 {
2670   struct sra_elt *c;
2671
2672   if (elt->visited)
2673     {
2674       elt->visited = false;
2675       return;
2676     }
2677
2678   if (!elt->in_bitfld_block)
2679     FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2680       generate_element_zero (c, seq_p);
2681
2682   if (elt->replacement)
2683     {
2684       tree t;
2685       gimple_seq tmp_seq;
2686
2687       gcc_assert (elt->is_scalar);
2688       t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
2689
2690       tmp_seq = sra_build_elt_assignment (elt, t);
2691       gimple_seq_add_seq (seq_p, tmp_seq);
2692     }
2693 }
2694
2695 /* Generate an assignment VAR = INIT, where INIT may need gimplification.
2696    Add the result to *LIST_P.  */
2697
2698 static void
2699 generate_one_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, gimple_seq *seq_p)
2700 {
2701   gimple_seq tmp_seq = sra_build_elt_assignment (elt, init);
2702   gimple_seq_add_seq (seq_p, tmp_seq);
2703 }
2704
2705 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
2706    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
2707    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
2708    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
2709    handle.  */
2710
2711 static bool
2712 generate_element_init_1 (struct sra_elt *elt, tree init, gimple_seq *seq_p)
2713 {
2714   bool result = true;
2715   enum tree_code init_code;
2716   struct sra_elt *sub;
2717   tree t;
2718   unsigned HOST_WIDE_INT idx;
2719   tree value, purpose;
2720
2721   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
2722      conversion, which we strip off here.  */
2723   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
2724   init_code = TREE_CODE (init);
2725
2726   if (elt->is_scalar)
2727     {
2728       if (elt->replacement)
2729         {
2730           generate_one_element_init (elt, init, seq_p);
2731           elt->visited = true;
2732         }
2733       return result;
2734     }
2735
2736   switch (init_code)
2737     {
2738     case COMPLEX_CST:
2739     case COMPLEX_EXPR:
2740       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (sub, elt)
2741         {
2742           if (sub->element == integer_zero_node)
2743             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
2744                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
2745           else
2746             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
2747                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
2748           result &= generate_element_init_1 (sub, t, seq_p);
2749         }
2750       break;
2751
2752     case CONSTRUCTOR:
2753       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (init), idx, purpose, value)
2754         {
2755           /* Array constructors are routinely created with NULL indices.  */
2756           if (purpose == NULL_TREE)
2757             {
2758               result = false;
2759               break;
2760             }
2761           if (TREE_CODE (purpose) == RANGE_EXPR)
2762             {
2763               tree lower = TREE_OPERAND (purpose, 0);
2764               tree upper = TREE_OPERAND (purpose, 1);
2765
2766               while (1)
2767                 {
2768                   sub = lookup_element (elt, lower, NULL, NO_INSERT);
2769                   if (sub != NULL)
2770                     result &= generate_element_init_1 (sub, value, seq_p);
2771                   if (tree_int_cst_equal (lower, upper))
2772                     break;
2773                   lower = int_const_binop (PLUS_EXPR, lower,
2774                                            integer_one_node, true);
2775                 }
2776             }
2777           else
2778             {
2779               sub = lookup_element (elt, purpose, NULL, NO_INSERT);
2780               if (sub != NULL)
2781                 result &= generate_element_init_1 (sub, value, seq_p);
2782             }
2783         }
2784       break;
2785
2786     default:
2787       elt->visited = true;
2788       result = false;
2789     }
2790
2791   return result;
2792 }
2793
2794 /* A wrapper function for generate_element_init_1 that handles cleanup after
2795    gimplification.  */
2796
2797 static bool
2798 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, gimple_seq *seq_p)
2799 {
2800   bool ret;
2801   struct gimplify_ctx gctx;
2802
2803   push_gimplify_context (&gctx);
2804   ret = generate_element_init_1 (elt, init, seq_p);
2805   pop_gimplify_context (NULL);
2806
2807   /* The replacement can expose previously unreferenced variables.  */
2808   if (ret && *seq_p)
2809     {
2810       gimple_stmt_iterator i;
2811
2812       for (i = gsi_start (*seq_p); !gsi_end_p (i); gsi_next (&i))
2813         find_new_referenced_vars (gsi_stmt (i));
2814     }
2815
2816   return ret;
2817 }
2818
2819 /* Insert a gimple_seq SEQ on all the outgoing edges out of BB.  Note that
2820    if BB has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.
2821    Also, abnormal edges will be ignored.  */
2822
2823 void
2824 insert_edge_copies_seq (gimple_seq seq, basic_block bb)
2825 {
2826   edge e;
2827   edge_iterator ei;
2828   unsigned n_copies = -1;
2829
2830   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2831     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL)) 
2832       n_copies++;
2833
2834   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2835     if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL)) 
2836       gsi_insert_seq_on_edge (e, n_copies-- > 0 ? gimple_seq_copy (seq) : seq);
2837 }
2838
2839 /* Helper function to insert LIST before GSI, and set up line number info.  */
2840
2841 void
2842 sra_insert_before (gimple_stmt_iterator *gsi, gimple_seq seq)
2843 {
2844   gimple stmt = gsi_stmt (*gsi);
2845
2846   if (gimple_has_location (stmt))
2847     annotate_all_with_location (seq, gimple_location (stmt));
2848   gsi_insert_seq_before (gsi, seq, GSI_SAME_STMT);
2849 }
2850
2851 /* Similarly, but insert after GSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
2852
2853 void
2854 sra_insert_after (gimple_stmt_iterator *gsi, gimple_seq seq)
2855 {
2856   gimple stmt = gsi_stmt (*gsi);
2857
2858   if (gimple_has_location (stmt))
2859     annotate_all_with_location (seq, gimple_location (stmt));
2860
2861   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
2862     insert_edge_copies_seq (seq, gsi_bb (*gsi));
2863   else
2864     gsi_insert_seq_after (gsi, seq, GSI_SAME_STMT);
2865 }
2866
2867 /* Similarly, but replace the statement at GSI.  */
2868
2869 static void
2870 sra_replace (gimple_stmt_iterator *gsi, gimple_seq seq)
2871 {
2872   sra_insert_before (gsi, seq);
2873   gsi_remove (gsi, false);
2874   if (gsi_end_p (*gsi))
2875     *gsi = gsi_last (gsi_seq (*gsi));
2876   else
2877     gsi_prev (gsi);
2878 }
2879
2880 /* Data structure that bitfield_overlaps_p fills in with information
2881    about the element passed in and how much of it overlaps with the
2882    bit-range passed it to.  */
2883
2884 struct bitfield_overlap_info
2885 {
2886   /* The bit-length of an element.  */
2887   tree field_len;
2888
2889   /* The bit-position of the element in its parent.  */
2890   tree field_pos;
2891
2892   /* The number of bits of the element that overlap with the incoming
2893      bit range.  */
2894   tree overlap_len;
2895
2896   /* The first bit of the element that overlaps with the incoming bit
2897      range.  */
2898   tree overlap_pos;
2899 };
2900
2901 /* Return true if a BIT_FIELD_REF<(FLD->parent), BLEN, BPOS>
2902    expression (referenced as BF below) accesses any of the bits in FLD,
2903    false if it doesn't.  If DATA is non-null, its field_len and
2904    field_pos are filled in such that BIT_FIELD_REF<(FLD->parent),
2905    field_len, field_pos> (referenced as BFLD below) represents the
2906    entire field FLD->element, and BIT_FIELD_REF<BFLD, overlap_len,
2907    overlap_pos> represents the portion of the entire field that
2908    overlaps with BF.  */
2909
2910 static bool
2911 bitfield_overlaps_p (tree blen, tree bpos, struct sra_elt *fld,
2912                      struct bitfield_overlap_info *data)
2913 {
2914   tree flen, fpos;
2915   bool ret;
2916
2917   if (TREE_CODE (fld->element) == FIELD_DECL)
2918     {
2919       flen = fold_convert (bitsizetype, DECL_SIZE (fld->element));
2920       fpos = fold_convert (bitsizetype, DECL_FIELD_OFFSET (fld->element));
2921       fpos = size_binop (MULT_EXPR, fpos, bitsize_int (BITS_PER_UNIT));
2922       fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fld->element));
2923     }
2924   else if (TREE_CODE (fld->element) == BIT_FIELD_REF)
2925     {
2926       flen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (fld->element, 1));
2927       fpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (fld->element, 2));
2928     }
2929   else if (TREE_CODE (fld->element) == INTEGER_CST)
2930     {
2931       tree domain_type = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (fld->parent->element));
2932       flen = fold_convert (bitsizetype, TYPE_SIZE (fld->type));
2933       fpos = fold_convert (bitsizetype, fld->element);
2934       if (domain_type && TYPE_MIN_VALUE (domain_type))
2935         fpos = size_binop (MINUS_EXPR, fpos,
2936                            fold_convert (bitsizetype,
2937                                          TYPE_MIN_VALUE (domain_type)));
2938       fpos = size_binop (MULT_EXPR, flen, fpos);
2939     }
2940   else
2941     gcc_unreachable ();
2942
2943   gcc_assert (host_integerp (blen, 1)
2944               && host_integerp (bpos, 1)
2945               && host_integerp (flen, 1)
2946               && host_integerp (fpos, 1));
2947
2948   ret = ((!tree_int_cst_lt (fpos, bpos)
2949           && tree_int_cst_lt (size_binop (MINUS_EXPR, fpos, bpos),
2950                               blen))
2951          || (!tree_int_cst_lt (bpos, fpos)
2952              && tree_int_cst_lt (size_binop (MINUS_EXPR, bpos, fpos),
2953                                  flen)));
2954
2955   if (!ret)
2956     return ret;
2957
2958   if (data)
2959     {
2960       tree bend, fend;
2961
2962       data->field_len = flen;
2963       data->field_pos = fpos;
2964
2965       fend = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, flen);
2966       bend = size_binop (PLUS_EXPR, bpos, blen);
2967
2968       if (tree_int_cst_lt (bend, fend))
2969         data->overlap_len = size_binop (MINUS_EXPR, bend, fpos);
2970       else
2971         data->overlap_len = NULL;
2972
2973       if (tree_int_cst_lt (fpos, bpos))
2974         {
2975           data->overlap_pos = size_binop (MINUS_EXPR, bpos, fpos);
2976           data->overlap_len = size_binop (MINUS_EXPR,
2977                                           data->overlap_len
2978                                           ? data->overlap_len
2979                                           : data->field_len,
2980                                           data->overlap_pos);
2981         }
2982       else
2983         data->overlap_pos = NULL;
2984     }
2985
2986   return ret;
2987 }
2988
2989 /* Add to LISTP a sequence of statements that copies BLEN bits between
2990    VAR and the scalarized elements of ELT, starting a bit VPOS of VAR
2991    and at bit BPOS of ELT.  The direction of the copy is given by
2992    TO_VAR.  */
2993
2994 static void
2995 sra_explode_bitfield_assignment (tree var, tree vpos, bool to_var,
2996                                  gimple_seq *seq_p, tree blen, tree bpos,
2997                                  struct sra_elt *elt)
2998 {
2999   struct sra_elt *fld;
3000   struct bitfield_overlap_info flp;
3001
3002   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (fld, elt)
3003     {
3004       tree flen, fpos;
3005
3006       if (!bitfield_overlaps_p (blen, bpos, fld, &flp))
3007         continue;
3008
3009       flen = flp.overlap_len ? flp.overlap_len : flp.field_len;
3010       fpos = flp.overlap_pos ? flp.overlap_pos : bitsize_int (0);
3011
3012       if (fld->replacement)
3013         {
3014           tree infld, invar, type;
3015           gimple_seq st;
3016
3017           infld = fld->replacement;
3018
3019           type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (infld));
3020           if (TYPE_PRECISION (type) != TREE_INT_CST_LOW (flen))
3021             type = build_nonstandard_integer_type (TREE_INT_CST_LOW (flen), 1);
3022
3023           if (TREE_CODE (infld) == BIT_FIELD_REF)
3024             {
3025               fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, TREE_OPERAND (infld, 2));
3026               infld = TREE_OPERAND (infld, 0);
3027             }
3028           else if (BYTES_BIG_ENDIAN && DECL_P (fld->element)
3029                    && !tree_int_cst_equal (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (infld)),
3030                                            DECL_SIZE (fld->element)))
3031             {
3032               fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos,
3033                                  TYPE_SIZE (TREE_TYPE (infld)));
3034               fpos = size_binop (MINUS_EXPR, fpos,
3035                                  DECL_SIZE (fld->element));
3036             }
3037
3038           infld = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, type, infld, flen, fpos);
3039
3040           invar = size_binop (MINUS_EXPR, flp.field_pos, bpos);
3041           if (flp.overlap_pos)
3042             invar = size_binop (PLUS_EXPR, invar, flp.overlap_pos);
3043           invar = size_binop (PLUS_EXPR, invar, vpos);
3044
3045           invar = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, type, var, flen, invar);
3046
3047           if (to_var)
3048             st = sra_build_bf_assignment (invar, infld);
3049           else
3050             st = sra_build_bf_assignment (infld, invar);
3051
3052           gimple_seq_add_seq (seq_p, st);
3053         }
3054       else
3055         {
3056           tree sub = size_binop (MINUS_EXPR, flp.field_pos, bpos);
3057           sub = size_binop (PLUS_EXPR, vpos, sub);
3058           if (flp.overlap_pos)
3059             sub = size_binop (PLUS_EXPR, sub, flp.overlap_pos);
3060
3061           sra_explode_bitfield_assignment (var, sub, to_var, seq_p,
3062                                            flen, fpos, fld);
3063         }
3064     }
3065 }
3066
3067 /* Add to LISTBEFOREP statements that copy scalarized members of ELT
3068    that overlap with BIT_FIELD_REF<(ELT->element), BLEN, BPOS> back
3069    into the full variable, and to LISTAFTERP, if non-NULL, statements
3070    that copy the (presumably modified) overlapping portions of the
3071    full variable back to the scalarized variables.  */
3072
3073 static void
3074 sra_sync_for_bitfield_assignment (gimple_seq *seq_before_p,
3075                                   gimple_seq *seq_after_p,
3076                                   tree blen, tree bpos,
3077                                   struct sra_elt *elt)
3078 {
3079   struct sra_elt *fld;
3080   struct bitfield_overlap_info flp;
3081
3082   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (fld, elt)
3083     if (bitfield_overlaps_p (blen, bpos, fld, &flp))
3084       {
3085         if (fld->replacement || (!flp.overlap_len && !flp.overlap_pos))
3086           {
3087             generate_copy_inout (fld, false, generate_element_ref (fld),
3088                                  seq_before_p);
3089             mark_no_warning (fld);
3090             if (seq_after_p)
3091               generate_copy_inout (fld, true, generate_element_ref (fld),
3092                                    seq_after_p);
3093           }
3094         else
3095           {
3096             tree flen = flp.overlap_len ? flp.overlap_len : flp.field_len;
3097             tree fpos = flp.overlap_pos ? flp.overlap_pos : bitsize_int (0);
3098
3099             sra_sync_for_bitfield_assignment (seq_before_p, seq_after_p,
3100                                               flen, fpos, fld);
3101           }
3102       }
3103 }
3104
3105 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
3106    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
3107    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
3108
3109 static void
3110 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, gimple_stmt_iterator *gsi,
3111                bool is_output, bool use_all)
3112 {
3113   gimple stmt = gsi_stmt (*gsi);
3114   tree bfexpr;
3115
3116   if (elt->replacement)
3117     {
3118       tree replacement = elt->replacement;
3119
3120       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
3121          simple as modifying the existing statement in place.  */
3122       if (is_output
3123           && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF
3124           && is_gimple_reg (TREE_OPERAND (elt->replacement, 0))
3125           && is_gimple_assign (stmt)
3126           && gimple_assign_lhs_ptr (stmt) == expr_p)
3127         {
3128           gimple_seq newseq;
3129           /* RHS must be a single operand. */
3130           gcc_assert (gimple_assign_single_p (stmt));
3131           newseq = sra_build_elt_assignment (elt, gimple_assign_rhs1 (stmt));
3132           sra_replace (gsi, newseq);
3133           return;
3134         }
3135       else if (!is_output
3136                && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF
3137                && is_gimple_assign (stmt)
3138                && gimple_assign_rhs1_ptr (stmt) == expr_p)
3139         {
3140           tree tmp = make_rename_temp
3141             (TREE_TYPE (gimple_assign_lhs (stmt)), "SR");
3142           gimple_seq newseq = sra_build_assignment (tmp, REPLDUP (elt->replacement));
3143
3144           sra_insert_before (gsi, newseq);
3145           replacement = tmp;
3146         }
3147       if (is_output)
3148           mark_all_v_defs_stmt (stmt);
3149       *expr_p = REPLDUP (replacement);
3150       update_stmt (stmt);
3151     }
3152   else if (use_all && is_output
3153            && is_gimple_assign (stmt)
3154            && TREE_CODE (bfexpr
3155                          = gimple_assign_lhs (stmt)) == BIT_FIELD_REF
3156            && &TREE_OPERAND (bfexpr, 0) == expr_p
3157            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (bfexpr))
3158            && TREE_CODE (TREE_TYPE (*expr_p)) == RECORD_TYPE)
3159     {
3160       gimple_seq seq_before = NULL;
3161       gimple_seq seq_after = NULL;
3162       tree blen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 1));
3163       tree bpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 2));
3164       bool update = false;
3165
3166       if (!elt->use_block_copy)
3167         {
3168           tree type = TREE_TYPE (bfexpr);
3169           tree var = make_rename_temp (type, "SR"), tmp, vpos;
3170           gimple st;
3171
3172           gimple_assign_set_lhs (stmt, var);
3173           update = true;
3174
3175           if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3176             {
3177               type = unsigned_type_for (type);
3178               tmp = make_rename_temp (type, "SR");
3179               st = gimple_build_assign (tmp, fold_convert (type, var));
3180               gimple_seq_add_stmt (&seq_after, st);
3181               var = tmp;
3182             }
3183
3184           /* If VAR is wider than BLEN bits, it is padded at the
3185              most-significant end.  We want to set VPOS such that
3186              <BIT_FIELD_REF VAR BLEN VPOS> would refer to the
3187              least-significant BLEN bits of VAR.  */
3188           if (BYTES_BIG_ENDIAN)
3189             vpos = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (type), blen);
3190           else
3191             vpos = bitsize_int (0);
3192           sra_explode_bitfield_assignment
3193             (var, vpos, false, &seq_after, blen, bpos, elt);
3194         }
3195       else
3196         sra_sync_for_bitfield_assignment
3197           (&seq_before, &seq_after, blen, bpos, elt);
3198
3199       if (seq_before)
3200         {
3201           mark_all_v_defs_seq (seq_before);
3202           sra_insert_before (gsi, seq_before);
3203         }
3204       if (seq_after)
3205         {
3206           mark_all_v_defs_seq (seq_after);
3207           sra_insert_after (gsi, seq_after);
3208         }
3209
3210       if (update)
3211         update_stmt (stmt);
3212     }
3213   else if (use_all && !is_output
3214            && is_gimple_assign (stmt)
3215            && TREE_CODE (bfexpr
3216                          = gimple_assign_rhs1 (stmt)) == BIT_FIELD_REF
3217            && &TREE_OPERAND (gimple_assign_rhs1 (stmt), 0) == expr_p
3218            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (bfexpr))
3219            && TREE_CODE (TREE_TYPE (*expr_p)) == RECORD_TYPE)
3220     {
3221       gimple_seq seq = NULL;
3222       tree blen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 1));
3223       tree bpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 2));
3224       bool update = false;
3225
3226       if (!elt->use_block_copy)
3227         {
3228           tree type = TREE_TYPE (bfexpr);
3229           tree var = make_rename_temp (type, "SR"), tmp, vpos;
3230           gimple st = NULL;
3231
3232           gimple_assign_set_rhs1 (stmt, var);
3233           update = true;
3234
3235           if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3236             {
3237               type = unsigned_type_for (type);
3238               tmp = make_rename_temp (type, "SR");
3239               st = gimple_build_assign (var,
3240                                         fold_convert (TREE_TYPE (var), tmp));
3241               var = tmp;
3242             }
3243
3244           gimple_seq_add_stmt (&seq,
3245                                gimple_build_assign
3246                                  (var, build_int_cst_wide (type, 0, 0)));
3247
3248           /* If VAR is wider than BLEN bits, it is padded at the
3249              most-significant end.  We want to set VPOS such that
3250              <BIT_FIELD_REF VAR BLEN VPOS> would refer to the
3251              least-significant BLEN bits of VAR.  */
3252           if (BYTES_BIG_ENDIAN)
3253             vpos = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (type), blen);
3254           else
3255             vpos = bitsize_int (0);
3256           sra_explode_bitfield_assignment
3257             (var, vpos, true, &seq, blen, bpos, elt);
3258
3259           if (st)
3260             gimple_seq_add_stmt (&seq, st);
3261         }
3262       else
3263         sra_sync_for_bitfield_assignment
3264           (&seq, NULL, blen, bpos, elt);
3265
3266       if (seq)
3267         {
3268           mark_all_v_defs_seq (seq);
3269           sra_insert_before (gsi, seq);
3270         }
3271
3272       if (update)
3273         update_stmt (stmt);
3274     }
3275   else
3276     {
3277       gimple_seq seq = NULL;
3278
3279       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we
3280          want to store all (modified) sub-elements back into the
3281          structure before the reference takes place.  If ELT is being
3282          written, then we want to load the changed values back into
3283          our shadow variables.  */
3284       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
3285          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
3286          for which the values were last read.  If that number matches the
3287          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
3288          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
3289          a structure is passed as more than one argument to a function call.
3290          This optimization would be most effective if sra_walk_function
3291          processed the blocks in dominator order.  */
3292
3293       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &seq);
3294       if (seq == NULL)
3295         return;
3296       mark_all_v_defs_seq (seq);
3297       if (is_output)
3298         sra_insert_after (gsi, seq);
3299       else
3300         {
3301           sra_insert_before (gsi, seq);
3302           if (use_all)
3303             mark_no_warning (elt);
3304         }
3305     }
3306 }
3307
3308 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
3309    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
3310
3311 static void
3312 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
3313                 gimple_stmt_iterator *gsi)
3314 {
3315   gimple_seq seq;
3316   gimple stmt;
3317
3318   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
3319     {
3320       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
3321       stmt = gsi_stmt (*gsi);
3322
3323       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
3324          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
3325       gcc_assert (is_gimple_assign (stmt));
3326       gcc_assert (gimple_assign_copy_p (stmt));
3327
3328
3329       gimple_assign_set_lhs (stmt, lhs_elt->replacement);
3330       gimple_assign_set_rhs1 (stmt, REPLDUP (rhs_elt->replacement));
3331       update_stmt (stmt);
3332     }
3333   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
3334     {
3335       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
3336          to the original structure, leave the original assignment
3337          statement (which will perform the block copy), then load the
3338          LHS values out of its now-updated original structure.  */
3339       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
3340          would at least allow those elements that are instantiated in
3341          both structures to be optimized well.  */
3342
3343       seq = NULL;
3344       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
3345                            generate_element_ref (rhs_elt), &seq);
3346       if (seq)
3347         {
3348           mark_all_v_defs_seq (seq);
3349           sra_insert_before (gsi, seq);
3350         }
3351
3352       seq = NULL;
3353       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
3354                            generate_element_ref (lhs_elt), &seq);
3355       if (seq)
3356         {
3357           mark_all_v_defs_seq (seq);
3358           sra_insert_after (gsi, seq);
3359         }
3360     }
3361   else
3362     {
3363       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
3364          case perform pair-wise element assignments and replace the
3365          original block copy statement.  */
3366
3367       stmt = gsi_stmt (*gsi);
3368       mark_all_v_defs_stmt (stmt);
3369
3370       seq = NULL;
3371       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &seq);
3372       gcc_assert (seq);
3373       mark_all_v_defs_seq (seq);
3374       sra_replace (gsi, seq);
3375     }
3376 }
3377
3378 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
3379    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
3380    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
3381    CONSTRUCTOR.  */
3382
3383 static void
3384 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, gimple_stmt_iterator *gsi)
3385 {
3386   bool result = true;
3387   gimple_seq seq = NULL, init_seq = NULL;
3388
3389   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
3390   if (rhs)
3391     {
3392       /* Unshare the expression just in case this is from a decl's initial.  */
3393       rhs = unshare_expr (rhs);
3394       result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &init_seq);
3395     }
3396
3397   if (!result)
3398     {
3399       /* If we failed to convert the entire initializer, then we must
3400          leave the structure assignment in place and must load values
3401          from the structure into the slots for which we did not find
3402          constants.  The easiest way to do this is to generate a complete
3403          copy-out, and then follow that with the constant assignments
3404          that we were able to build.  DCE will clean things up.  */
3405       gimple_seq seq0 = NULL;
3406       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
3407                            &seq0);
3408       gimple_seq_add_seq (&seq0, seq);
3409       seq = seq0;
3410     }
3411   else
3412     {
3413       /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
3414          a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
3415       generate_element_zero (lhs_elt, &seq);
3416       gimple_seq_add_seq (&seq, init_seq);
3417     }
3418
3419   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
3420     {
3421       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
3422          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
3423          exposes constants to later optimizations.  */
3424       if (seq)
3425         {
3426           mark_all_v_defs_seq (seq);
3427           sra_insert_after (gsi, seq);
3428         }
3429     }
3430   else
3431     {
3432       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
3433          replaces the original structure assignment.  */
3434       gcc_assert (seq);
3435       mark_all_v_defs_stmt (gsi_stmt (*gsi));
3436       mark_all_v_defs_seq (seq);
3437       sra_replace (gsi, seq);
3438     }
3439 }
3440
3441 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
3442    on all INDIRECT_REFs.  */
3443
3444 static tree
3445 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3446 {
3447   tree t = *tp;
3448
3449   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
3450     {
3451       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
3452       *walk_subtrees = 0;
3453     }
3454   else if (IS_TYPE_OR_DECL_P (t))
3455     *walk_subtrees = 0;
3456
3457   return NULL;
3458 }
3459
3460 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
3461    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
3462    if ELT is on the left-hand side.  */
3463
3464 static void
3465 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
3466                 gimple_stmt_iterator *gsi, bool is_output)
3467 {
3468   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
3469   gcc_assert (!elt->replacement);
3470
3471   if (elt->use_block_copy)
3472     {
3473       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
3474          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
3475       scalarize_use (elt, NULL, gsi, is_output, false);
3476     }
3477   else
3478     {
3479       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
3480          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
3481          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
3482
3483       gimple_seq seq = NULL;
3484       gimple stmt = gsi_stmt (*gsi);
3485
3486       mark_all_v_defs_stmt (stmt);
3487       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &seq);
3488       gcc_assert (seq);
3489       mark_all_v_defs_seq (seq);
3490
3491       /* Preserve EH semantics.  */
3492       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
3493         {
3494           gimple_stmt_iterator si;
3495           gimple first;
3496           gimple_seq blist = NULL;
3497           bool thr = stmt_could_throw_p (stmt);
3498
3499           /* If the last statement of this BB created an EH edge
3500              before scalarization, we have to locate the first
3501              statement that can throw in the new statement list and
3502              use that as the last statement of this BB, such that EH
3503              semantics is preserved.  All statements up to this one
3504              are added to the same BB.  All other statements in the
3505              list will be added to normal outgoing edges of the same
3506              BB.  If they access any memory, it's the same memory, so
3507              we can assume they won't throw.  */
3508           si = gsi_start (seq);
3509           for (first = gsi_stmt (si);
3510                thr && !gsi_end_p (si) && !stmt_could_throw_p (first);
3511                first = gsi_stmt (si))
3512             {
3513               gsi_remove (&si, false);
3514               gimple_seq_add_stmt (&blist, first);
3515             }
3516
3517           /* Extract the first remaining statement from LIST, this is
3518              the EH statement if there is one.  */
3519           gsi_remove (&si, false);
3520
3521           if (blist)
3522             sra_insert_before (gsi, blist);
3523
3524           /* Replace the old statement with this new representative.  */
3525           gsi_replace (gsi, first, true);
3526
3527           if (!gsi_end_p (si))
3528             {
3529               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
3530                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
3531                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
3532                  iterating over the remaining statements and set
3533                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
3534               do
3535                 {
3536                   walk_gimple_stmt (&si, NULL, mark_notrap, NULL);
3537                   gsi_next (&si);
3538                 }
3539               while (!gsi_end_p (si));
3540
3541               insert_edge_copies_seq (seq, gsi_bb (*gsi));
3542             }
3543         }
3544       else
3545         sra_replace (gsi, seq);
3546     }
3547 }
3548
3549 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
3550
3551 static void
3552 scalarize_parms (void)
3553 {
3554   gimple_seq seq = NULL;
3555   unsigned i;
3556   bitmap_iterator bi;
3557
3558   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i, bi)
3559     {
3560       tree var = referenced_var (i);
3561       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
3562       generate_copy_inout (elt, true, var, &seq);
3563     }
3564
3565   if (seq)
3566     {
3567       insert_edge_copies_seq (seq, ENTRY_BLOCK_PTR);
3568       mark_all_v_defs_seq (seq);
3569     }
3570 }
3571
3572 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
3573
3574 static void
3575 scalarize_function (void)
3576 {
3577   static const struct sra_walk_fns fns = {
3578     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
3579   };
3580
3581   sra_walk_function (&fns);
3582   scalarize_parms ();
3583   gsi_commit_edge_inserts ();
3584 }
3585
3586 \f
3587 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
3588
3589 static void
3590 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
3591 {
3592   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
3593     {
3594       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
3595       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
3596     }
3597   else
3598     {
3599       if (elt->parent)
3600         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
3601       if (DECL_P (elt->element))
3602         {
3603           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
3604             fputc ('.', f);
3605           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
3606         }
3607       else if (TREE_CODE (elt->element) == BIT_FIELD_REF)
3608         fprintf (f, "$B" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "F" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3609                  tree_low_cst (TREE_OPERAND (elt->element, 2), 1),
3610                  tree_low_cst (TREE_OPERAND (elt->element, 1), 1));
3611       else if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
3612         fprintf (f, "["HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC".."HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC"]",
3613                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 0)),
3614                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 1)));
3615       else
3616         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
3617                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
3618     }
3619 }
3620
3621 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
3622
3623 void
3624 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
3625 {
3626   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
3627   fputc ('\n', stderr);
3628 }
3629
3630 void 
3631 sra_init_cache (void)
3632 {
3633   if (sra_type_decomp_cache)
3634     return;
3635
3636   sra_type_decomp_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
3637   sra_type_inst_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
3638 }
3639
3640
3641 /* Main entry point.  */
3642
3643 static unsigned int
3644 tree_sra (void)
3645 {
3646   /* Initialize local variables.  */
3647   todoflags = 0;
3648   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
3649   sra_candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
3650   needs_copy_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3651   sra_init_cache ();
3652   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
3653
3654   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
3655   if (find_candidates_for_sra ())
3656     {
3657       scan_function ();
3658       decide_instantiations ();
3659       scalarize_function ();
3660       if (!bitmap_empty_p (sra_candidates))
3661         todoflags |= TODO_rebuild_alias;
3662     }
3663
3664   /* Free allocated memory.  */
3665   htab_delete (sra_map);
3666   sra_map = NULL;
3667   BITMAP_FREE (sra_candidates);
3668   BITMAP_FREE (needs_copy_in);
3669   BITMAP_FREE (sra_type_decomp_cache);
3670   BITMAP_FREE (sra_type_inst_cache);
3671   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
3672   return todoflags;
3673 }
3674
3675 static unsigned int
3676 tree_sra_early (void)
3677 {
3678   unsigned int ret;
3679
3680   early_sra = true;
3681   ret = tree_sra ();
3682   early_sra = false;
3683
3684   return ret & ~TODO_rebuild_alias;
3685 }
3686
3687 static bool
3688 gate_sra (void)
3689 {
3690   return flag_tree_sra != 0;
3691 }
3692
3693 struct gimple_opt_pass pass_sra_early =
3694 {
3695  {
3696   GIMPLE_PASS,
3697   "esra",                               /* name */
3698   gate_sra,                             /* gate */
3699   tree_sra_early,                       /* execute */
3700   NULL,                                 /* sub */
3701   NULL,                                 /* next */
3702   0,                                    /* static_pass_number */
3703   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
3704   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
3705   0,                                    /* properties_provided */
3706   0,                                    /* properties_destroyed */
3707   0,                                    /* todo_flags_start */
3708   TODO_dump_func
3709   | TODO_update_ssa
3710   | TODO_ggc_collect
3711   | TODO_verify_ssa                     /* todo_flags_finish */
3712  }
3713 };
3714
3715 struct gimple_opt_pass pass_sra =
3716 {
3717  {
3718   GIMPLE_PASS,
3719   "sra",                                /* name */
3720   gate_sra,                             /* gate */
3721   tree_sra,                             /* execute */
3722   NULL,                                 /* sub */
3723   NULL,                                 /* next */
3724   0,                                    /* static_pass_number */
3725   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
3726   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
3727   0,                                    /* properties_provided */
3728   0,                                    /* properties_destroyed */
3729   0,                                    /* todo_flags_start */
3730   TODO_dump_func
3731   | TODO_update_ssa
3732   | TODO_ggc_collect
3733   | TODO_verify_ssa                     /* todo_flags_finish */
3734  }
3735 };