OSDN Git Service

2db1925013ce7ae7220b1afcdce1e43a6d4bdd48
[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 Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
10 under the terms of the GNU General Public License as published by the
11 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
12 later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
15 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
22 02110-1301, USA.  */
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 "tree-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 /* The set of todo flags to return from tree_sra.  */
79 static unsigned int todoflags;
80
81 /* The set of aggregate variables that are candidates for scalarization.  */
82 static bitmap sra_candidates;
83
84 /* Set of scalarizable PARM_DECLs that need copy-in operations at the
85    beginning of the function.  */
86 static bitmap needs_copy_in;
87
88 /* Sets of bit pairs that cache type decomposition and instantiation.  */
89 static bitmap sra_type_decomp_cache;
90 static bitmap sra_type_inst_cache;
91
92 /* One of these structures is created for each candidate aggregate and
93    each (accessed) member or group of members of such an aggregate.  */
94 struct sra_elt
95 {
96   /* A tree of the elements.  Used when we want to traverse everything.  */
97   struct sra_elt *parent;
98   struct sra_elt *groups;
99   struct sra_elt *children;
100   struct sra_elt *sibling;
101
102   /* If this element is a root, then this is the VAR_DECL.  If this is
103      a sub-element, this is some token used to identify the reference.
104      In the case of COMPONENT_REF, this is the FIELD_DECL.  In the case
105      of an ARRAY_REF, this is the (constant) index.  In the case of an
106      ARRAY_RANGE_REF, this is the (constant) RANGE_EXPR.  In the case
107      of a complex number, this is a zero or one.  */
108   tree element;
109
110   /* The type of the element.  */
111   tree type;
112
113   /* A VAR_DECL, for any sub-element we've decided to replace.  */
114   tree replacement;
115
116   /* The number of times the element is referenced as a whole.  I.e.
117      given "a.b.c", this would be incremented for C, but not for A or B.  */
118   unsigned int n_uses;
119
120   /* The number of times the element is copied to or from another
121      scalarizable element.  */
122   unsigned int n_copies;
123
124   /* True if TYPE is scalar.  */
125   bool is_scalar;
126
127   /* True if this element is a group of members of its parent.  */
128   bool is_group;
129
130   /* True if we saw something about this element that prevents scalarization,
131      such as non-constant indexing.  */
132   bool cannot_scalarize;
133
134   /* True if we've decided that structure-to-structure assignment
135      should happen via memcpy and not per-element.  */
136   bool use_block_copy;
137
138   /* True if everything under this element has been marked TREE_NO_WARNING.  */
139   bool all_no_warning;
140
141   /* A flag for use with/after random access traversals.  */
142   bool visited;
143 };
144
145 #define IS_ELEMENT_FOR_GROUP(ELEMENT) (TREE_CODE (ELEMENT) == RANGE_EXPR)
146
147 #define FOR_EACH_ACTUAL_CHILD(CHILD, ELT)                       \
148   for ((CHILD) = (ELT)->is_group                                \
149                  ? next_child_for_group (NULL, (ELT))           \
150                  : (ELT)->children;                             \
151        (CHILD);                                                 \
152        (CHILD) = (ELT)->is_group                                \
153                  ? next_child_for_group ((CHILD), (ELT))        \
154                  : (CHILD)->sibling)
155
156 /* Helper function for above macro.  Return next child in group.  */
157 static struct sra_elt *
158 next_child_for_group (struct sra_elt *child, struct sra_elt *group)
159 {
160   gcc_assert (group->is_group);
161
162   /* Find the next child in the parent.  */
163   if (child)
164     child = child->sibling;
165   else
166     child = group->parent->children;
167
168   /* Skip siblings that do not belong to the group.  */
169   while (child)
170     {
171       tree g_elt = group->element;
172       if (TREE_CODE (g_elt) == RANGE_EXPR)
173         {
174           if (!tree_int_cst_lt (child->element, TREE_OPERAND (g_elt, 0))
175               && !tree_int_cst_lt (TREE_OPERAND (g_elt, 1), child->element))
176             break;
177         }
178       else
179         gcc_unreachable ();
180
181       child = child->sibling;
182     }
183
184   return child;
185 }
186
187 /* Random access to the child of a parent is performed by hashing.
188    This prevents quadratic behavior, and allows SRA to function
189    reasonably on larger records.  */
190 static htab_t sra_map;
191
192 /* All structures are allocated out of the following obstack.  */
193 static struct obstack sra_obstack;
194
195 /* Debugging functions.  */
196 static void dump_sra_elt_name (FILE *, struct sra_elt *);
197 extern void debug_sra_elt_name (struct sra_elt *);
198
199 /* Forward declarations.  */
200 static tree generate_element_ref (struct sra_elt *);
201 \f
202 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
203
204 static bool
205 is_sra_candidate_decl (tree decl)
206 {
207   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, DECL_UID (decl));
208 }
209
210 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
211
212 static bool
213 is_sra_scalar_type (tree type)
214 {
215   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
216   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
217           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
218           || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
219           || code == REFERENCE_TYPE);
220 }
221
222 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
223
224    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
225    instantiated, just that if we decide to break up the type into
226    separate pieces that it can be done.  */
227
228 bool
229 sra_type_can_be_decomposed_p (tree type)
230 {
231   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
232   tree t;
233
234   /* Avoid searching the same type twice.  */
235   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
236     return true;
237   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
238     return false;
239
240   /* The type must have a definite nonzero size.  */
241   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST
242       || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
243     goto fail;
244
245   /* The type must be a non-union aggregate.  */
246   switch (TREE_CODE (type))
247     {
248     case RECORD_TYPE:
249       {
250         bool saw_one_field = false;
251
252         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
253           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
254             {
255               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
256               if (DECL_BIT_FIELD (t)
257                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
258                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
259                 goto fail;
260
261               saw_one_field = true;
262             }
263
264         /* Record types must have at least one field.  */
265         if (!saw_one_field)
266           goto fail;
267       }
268       break;
269
270     case ARRAY_TYPE:
271       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
272       t = TYPE_DOMAIN (type);
273       if (t == NULL)
274         goto fail;
275       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
276         goto fail;
277       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
278         goto fail;
279       break;
280
281     case COMPLEX_TYPE:
282       break;
283
284     default:
285       goto fail;
286     }
287
288   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
289   return true;
290
291  fail:
292   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
293   return false;
294 }
295
296 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
297    (though not necessarily scalar) variables.  */
298
299 static bool
300 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
301 {
302   /* Early out for scalars.  */
303   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
304     return false;
305
306   /* The variable must not be aliased.  */
307   if (!is_gimple_non_addressable (var))
308     {
309       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
310         {
311           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
312           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
313           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
314         }
315       return false;
316     }
317
318   /* The variable must not be volatile.  */
319   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
320     {
321       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
322         {
323           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
324           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
325           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
326         }
327       return false;
328     }
329
330   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
331   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
332     {
333       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
334         {
335           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
336           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
337           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
338         }
339       return false;
340     }
341
342   return true;
343 }
344
345 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
346
347 static bool
348 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
349 {
350   if (is_sra_scalar_type (type))
351     return true;
352   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (type))
353     return false;
354
355   switch (TREE_CODE (type))
356     {
357     case RECORD_TYPE:
358       {
359         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
360         tree f;
361
362         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
363           return true;
364         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
365           return false;
366
367         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
368           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
369             {
370               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
371                 {
372                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
373                   return false;
374                 }
375             }
376
377         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
378         return true;
379       }
380
381     case ARRAY_TYPE:
382       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
383
384     case COMPLEX_TYPE:
385       return true;
386
387     default:
388       gcc_unreachable ();
389     }
390 }
391
392 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
393
394 static bool
395 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
396 {
397   struct sra_elt *c;
398
399   if (elt->cannot_scalarize)
400     return false;
401
402   for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
403     if (!can_completely_scalarize_p (c))
404       return false;
405
406   for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
407     if (!can_completely_scalarize_p (c))
408       return false;
409
410   return true;
411 }
412
413 \f
414 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
415    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
416
417 static hashval_t
418 sra_hash_tree (tree t)
419 {
420   hashval_t h;
421
422   switch (TREE_CODE (t))
423     {
424     case VAR_DECL:
425     case PARM_DECL:
426     case RESULT_DECL:
427       h = DECL_UID (t);
428       break;
429
430     case INTEGER_CST:
431       h = TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
432       break;
433
434     case RANGE_EXPR:
435       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 0), 0);
436       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), h);
437       break;
438
439     case FIELD_DECL:
440       /* We can have types that are compatible, but have different member
441          lists, so we can't hash fields by ID.  Use offsets instead.  */
442       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_OFFSET (t), 0);
443       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (t), h);
444       break;
445
446     default:
447       gcc_unreachable ();
448     }
449
450   return h;
451 }
452
453 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
454
455 static hashval_t
456 sra_elt_hash (const void *x)
457 {
458   const struct sra_elt *e = x;
459   const struct sra_elt *p;
460   hashval_t h;
461
462   h = sra_hash_tree (e->element);
463
464   /* Take into account everything back up the chain.  Given that chain
465      lengths are rarely very long, this should be acceptable.  If we
466      truly identify this as a performance problem, it should work to
467      hash the pointer value "e->parent".  */
468   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
469     h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
470
471   return h;
472 }
473
474 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
475
476 static int
477 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
478 {
479   const struct sra_elt *a = x;
480   const struct sra_elt *b = y;
481   tree ae, be;
482
483   if (a->parent != b->parent)
484     return false;
485
486   ae = a->element;
487   be = b->element;
488
489   if (ae == be)
490     return true;
491   if (TREE_CODE (ae) != TREE_CODE (be))
492     return false;
493
494   switch (TREE_CODE (ae))
495     {
496     case VAR_DECL:
497     case PARM_DECL:
498     case RESULT_DECL:
499       /* These are all pointer unique.  */
500       return false;
501
502     case INTEGER_CST:
503       /* Integers are not pointer unique, so compare their values.  */
504       return tree_int_cst_equal (ae, be);
505
506     case RANGE_EXPR:
507       return
508         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 0), TREE_OPERAND (be, 0))
509         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1));
510
511     case FIELD_DECL:
512       /* Fields are unique within a record, but not between
513          compatible records.  */
514       if (DECL_FIELD_CONTEXT (ae) == DECL_FIELD_CONTEXT (be))
515         return false;
516       return fields_compatible_p (ae, be);
517
518     default:
519       gcc_unreachable ();
520     }
521 }
522
523 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
524    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
525
526 static struct sra_elt *
527 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
528                 enum insert_option insert)
529 {
530   struct sra_elt dummy;
531   struct sra_elt **slot;
532   struct sra_elt *elt;
533
534   if (parent)
535     dummy.parent = parent->is_group ? parent->parent : parent;
536   else
537     dummy.parent = NULL;
538   dummy.element = child;
539
540   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
541   if (!slot && insert == NO_INSERT)
542     return NULL;
543
544   elt = *slot;
545   if (!elt && insert == INSERT)
546     {
547       *slot = elt = obstack_alloc (&sra_obstack, sizeof (*elt));
548       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
549
550       elt->parent = parent;
551       elt->element = child;
552       elt->type = type;
553       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
554
555       if (parent)
556         {
557           if (IS_ELEMENT_FOR_GROUP (elt->element))
558             {
559               elt->is_group = true;
560               elt->sibling = parent->groups;
561               parent->groups = elt;
562             }
563           else
564             {
565               elt->sibling = parent->children;
566               parent->children = elt;
567             }
568         }
569
570       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
571          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
572       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
573         {
574           elt->n_copies = 1;
575           bitmap_set_bit (needs_copy_in, DECL_UID (child));
576         }
577     }
578
579   return elt;
580 }
581
582 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression
583    refers to a scalarizable variable.  */
584
585 static struct sra_elt *
586 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
587 {
588   struct sra_elt *elt;
589   tree child;
590
591   switch (TREE_CODE (expr))
592     {
593     case VAR_DECL:
594     case PARM_DECL:
595     case RESULT_DECL:
596       if (is_sra_candidate_decl (expr))
597         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
598       return NULL;
599
600     case ARRAY_REF:
601       /* We can't scalarize variable array indices.  */
602       if (in_array_bounds_p (expr))
603         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
604       else
605         return NULL;
606       break;
607
608     case ARRAY_RANGE_REF:
609       /* We can't scalarize variable array indices.  */
610       if (range_in_array_bounds_p (expr))
611         {
612           tree domain = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (expr));
613           child = build2 (RANGE_EXPR, integer_type_node,
614                           TYPE_MIN_VALUE (domain), TYPE_MAX_VALUE (domain));
615         }
616       else
617         return NULL;
618       break;
619
620     case COMPONENT_REF:
621       /* Don't look through unions.  */
622       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) != RECORD_TYPE)
623         return NULL;
624       child = TREE_OPERAND (expr, 1);
625       break;
626
627     case REALPART_EXPR:
628       child = integer_zero_node;
629       break;
630     case IMAGPART_EXPR:
631       child = integer_one_node;
632       break;
633
634     default:
635       return NULL;
636     }
637
638   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
639   if (elt)
640     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
641   return NULL;
642 }
643
644 \f
645 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
646    references, and categorize them.  */
647
648 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
649    various kinds of references seen.  In all cases, *BSI is an iterator
650    pointing to the statement being processed.  */
651 struct sra_walk_fns
652 {
653   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
654      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
655      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
656      is a left-hand-side reference.  USE_ALL is true if we saw something we
657      couldn't quite identify and had to force the use of the entire object.  */
658   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
659                block_stmt_iterator *bsi, bool is_output, bool use_all);
660
661   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
662   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
663                 block_stmt_iterator *bsi);
664
665   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
666      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
667   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, block_stmt_iterator *bsi);
668
669   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
670      and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true if ELT
671      is on the left-hand side.  */
672   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
673                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
674
675   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
676   /* ??? This is a hack.  */
677   bool initial_scan;
678 };
679
680 #ifdef ENABLE_CHECKING
681 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains a candidate decl, return it.  */
682
683 static tree
684 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
685                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
686 {
687   tree t = *tp;
688   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
689
690   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
691     {
692       *walk_subtrees = 0;
693       if (is_sra_candidate_decl (t))
694         return t;
695     }
696   else if (TYPE_P (t))
697     *walk_subtrees = 0;
698
699   return NULL;
700 }
701 #endif
702
703 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
704    If we find one, invoke FNS->USE.  */
705
706 static void
707 sra_walk_expr (tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
708                const struct sra_walk_fns *fns)
709 {
710   tree expr = *expr_p;
711   tree inner = expr;
712   bool disable_scalarization = false;
713   bool use_all_p = false;
714
715   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
716      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
717      are references that we can scalarize.  If we come across something that
718      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
719      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
720
721   while (1)
722     switch (TREE_CODE (inner))
723       {
724       case VAR_DECL:
725       case PARM_DECL:
726       case RESULT_DECL:
727         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
728         if (is_sra_candidate_decl (inner))
729           {
730             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
731             if (disable_scalarization)
732               elt->cannot_scalarize = true;
733             else
734               fns->use (elt, expr_p, bsi, is_output, use_all_p);
735           }
736         return;
737
738       case ARRAY_REF:
739         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
740            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
741            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
742            index reference inside a loop being overridden by several constant
743            index references during loop setup.  It's possible that this could
744            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
745            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth
746            the effort.  */
747         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
748            without duplicating too much code.  */
749         if (!in_array_bounds_p (inner))
750           {
751             disable_scalarization = true;
752             goto use_all;
753           }
754         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
755            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
756         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
757           goto use_all;
758         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
759         break;
760
761       case ARRAY_RANGE_REF:
762         if (!range_in_array_bounds_p (inner))
763           {
764             disable_scalarization = true;
765             goto use_all;
766           }
767         /* ??? See above non-constant bounds and stride .  */
768         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
769           goto use_all;
770         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
771         break;
772
773       case COMPONENT_REF:
774         /* A reference to a union member constitutes a reference to the
775            entire union.  */
776         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) != RECORD_TYPE)
777           goto use_all;
778         /* ??? See above re non-constant stride.  */
779         if (TREE_OPERAND (inner, 2))
780           goto use_all;
781         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
782         break;
783
784       case REALPART_EXPR:
785       case IMAGPART_EXPR:
786         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
787         break;
788
789       case BIT_FIELD_REF:
790         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
791            is not currently scalarized.  Consider this an access to the
792            complete outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
793         goto use_all;
794
795       case VIEW_CONVERT_EXPR:
796       case NOP_EXPR:
797         /* Similarly, a view/nop explicitly wants to look at an object in a
798            type other than the one we've scalarized.  */
799         goto use_all;
800
801       case WITH_SIZE_EXPR:
802         /* This is a transparent wrapper.  The entire inner expression really
803            is being used.  */
804         goto use_all;
805
806       use_all:
807         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
808         inner = expr = *expr_p;
809         use_all_p = true;
810         break;
811
812       default:
813 #ifdef ENABLE_CHECKING
814         /* Validate that we're not missing any references.  */
815         gcc_assert (!walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL));
816 #endif
817         return;
818       }
819 }
820
821 /* Walk a TREE_LIST of values looking for scalarizable aggregates.
822    If we find one, invoke FNS->USE.  */
823
824 static void
825 sra_walk_tree_list (tree list, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
826                     const struct sra_walk_fns *fns)
827 {
828   tree op;
829   for (op = list; op ; op = TREE_CHAIN (op))
830     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (op), bsi, is_output, fns);
831 }
832
833 /* Walk the arguments of a CALL_EXPR looking for scalarizable aggregates.
834    If we find one, invoke FNS->USE.  */
835
836 static void
837 sra_walk_call_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
838                     const struct sra_walk_fns *fns)
839 {
840   sra_walk_tree_list (TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
841 }
842
843 /* Walk the inputs and outputs of an ASM_EXPR looking for scalarizable
844    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
845
846 static void
847 sra_walk_asm_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
848                    const struct sra_walk_fns *fns)
849 {
850   sra_walk_tree_list (ASM_INPUTS (expr), bsi, false, fns);
851   sra_walk_tree_list (ASM_OUTPUTS (expr), bsi, true, fns);
852 }
853
854 /* Walk a GIMPLE_MODIFY_STMT and categorize the assignment appropriately.  */
855
856 static void
857 sra_walk_gimple_modify_stmt (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
858                       const struct sra_walk_fns *fns)
859 {
860   struct sra_elt *lhs_elt, *rhs_elt;
861   tree lhs, rhs;
862
863   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0);
864   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1);
865   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
866   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
867
868   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
869   if (lhs_elt && rhs_elt)
870     {
871       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, bsi);
872       return;
873     }
874
875   /* If the RHS is scalarizable, handle it.  There are only two cases.  */
876   if (rhs_elt)
877     {
878       if (!rhs_elt->is_scalar)
879         fns->ldst (rhs_elt, lhs, bsi, false);
880       else
881         fns->use (rhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, false);
882     }
883
884   /* If it isn't scalarizable, there may be scalarizable variables within, so
885      check for a call or else walk the RHS to see if we need to do any
886      copy-in operations.  We need to do it before the LHS is scalarized so
887      that the statements get inserted in the proper place, before any
888      copy-out operations.  */
889   else
890     {
891       tree call = get_call_expr_in (rhs);
892       if (call)
893         sra_walk_call_expr (call, bsi, fns);
894       else
895         sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
896     }
897
898   /* Likewise, handle the LHS being scalarizable.  We have cases similar
899      to those above, but also want to handle RHS being constant.  */
900   if (lhs_elt)
901     {
902       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
903          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
904       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
905           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
906           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
907         fns->init (lhs_elt, rhs, bsi);
908
909       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
910          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
911       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
912                && TREE_STATIC (rhs)
913                && TREE_READONLY (rhs)
914                && targetm.binds_local_p (rhs))
915         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), bsi);
916
917       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
918          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
919          the result of a function call.  Which would result in trying to call
920          the function multiple times, and other evil things.  */
921       else if (!lhs_elt->is_scalar && is_gimple_addressable (rhs))
922         fns->ldst (lhs_elt, rhs, bsi, true);
923
924       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
925          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
926       else
927         fns->use (lhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, false);
928     }
929
930   /* Similarly to above, LHS_ELT being null only means that the LHS as a
931      whole is not a scalarizable reference.  There may be occurrences of
932      scalarizable variables within, which implies a USE.  */
933   else
934     sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, fns);
935 }
936
937 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
938    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
939    scalarizable variables.  */
940
941 static void
942 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
943 {
944   basic_block bb;
945   block_stmt_iterator si, ni;
946
947   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
948      dominator tree order.  */
949
950   FOR_EACH_BB (bb)
951     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); si = ni)
952       {
953         tree stmt, t;
954         stmt_ann_t ann;
955
956         stmt = bsi_stmt (si);
957         ann = stmt_ann (stmt);
958
959         ni = si;
960         bsi_next (&ni);
961
962         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
963            make any structure references that we care about.  */
964         if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, (SSA_OP_VIRTUAL_DEFS | SSA_OP_VUSE)))
965           continue;
966
967         switch (TREE_CODE (stmt))
968           {
969           case RETURN_EXPR:
970             /* If we have "return <retval>" then the return value is
971                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
972                force all the components back in place for the return.
973
974                If we have an embedded assignment, then <retval> is of
975                a type that gets returned in registers in this ABI, and
976                we do not wish to extend their lifetimes.  Treat this
977                as a USE of the variable on the RHS of this assignment.  */
978
979             t = TREE_OPERAND (stmt, 0);
980             if (TREE_CODE (t) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
981               sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1), &si, false, fns);
982             else
983               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (stmt, 0), &si, false, fns);
984             break;
985
986           case GIMPLE_MODIFY_STMT:
987             sra_walk_gimple_modify_stmt (stmt, &si, fns);
988             break;
989           case CALL_EXPR:
990             sra_walk_call_expr (stmt, &si, fns);
991             break;
992           case ASM_EXPR:
993             sra_walk_asm_expr (stmt, &si, fns);
994             break;
995
996           default:
997             break;
998           }
999       }
1000 }
1001 \f
1002 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
1003    structures that could be decomposed.  */
1004
1005 static bool
1006 find_candidates_for_sra (void)
1007 {
1008   bool any_set = false;
1009   tree var;
1010   referenced_var_iterator rvi;
1011
1012   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
1013     {
1014       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
1015         {
1016           bitmap_set_bit (sra_candidates, DECL_UID (var));
1017           any_set = true;
1018         }
1019     }
1020
1021   return any_set;
1022 }
1023
1024 \f
1025 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
1026    number of times they are used or copied respectively.  */
1027
1028 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
1029    considered a copy, because we can decompose the reference such that
1030    the sub-elements needn't be contiguous.  */
1031
1032 static void
1033 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
1034           block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1035           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED, bool use_all ATTRIBUTE_UNUSED)
1036 {
1037   elt->n_uses += 1;
1038 }
1039
1040 static void
1041 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1042            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1043 {
1044   lhs_elt->n_copies += 1;
1045   rhs_elt->n_copies += 1;
1046 }
1047
1048 static void
1049 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
1050            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1051 {
1052   lhs_elt->n_copies += 1;
1053 }
1054
1055 static void
1056 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
1057            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1058            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
1059 {
1060   elt->n_copies += 1;
1061 }
1062
1063 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
1064
1065 static void
1066 scan_dump (struct sra_elt *elt)
1067 {
1068   struct sra_elt *c;
1069
1070   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1071   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
1072
1073   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1074     scan_dump (c);
1075
1076   for (c = elt->groups; c ; c = c->sibling)
1077     scan_dump (c);
1078 }
1079
1080 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
1081    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
1082
1083 static void
1084 scan_function (void)
1085 {
1086   static const struct sra_walk_fns fns = {
1087     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
1088   };
1089   bitmap_iterator bi;
1090
1091   sra_walk_function (&fns);
1092
1093   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1094     {
1095       unsigned i;
1096
1097       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
1098       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1099         {
1100           tree var = referenced_var (i);
1101           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1102           if (elt)
1103             scan_dump (elt);
1104         }
1105       fputc ('\n', dump_file);
1106     }
1107 }
1108 \f
1109 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
1110    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
1111
1112 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
1113    name on the obstack.  */
1114
1115 static void
1116 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1117 {
1118   tree t;
1119   char buffer[32];
1120
1121   if (elt->parent)
1122     {
1123       build_element_name_1 (elt->parent);
1124       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1125
1126       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1127         {
1128           if (elt->element == integer_zero_node)
1129             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1130           else
1131             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1132           return;
1133         }
1134     }
1135
1136   t = elt->element;
1137   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1138     {
1139       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1140       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1141       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1142     }
1143   else
1144     {
1145       tree name = DECL_NAME (t);
1146       if (name)
1147         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1148                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1149       else
1150         {
1151           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1152           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1153         }
1154     }
1155 }
1156
1157 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1158    The name is built on the obstack.  */
1159
1160 static char *
1161 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1162 {
1163   build_element_name_1 (elt);
1164   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1165   return XOBFINISH (&sra_obstack, char *);
1166 }
1167
1168 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1169
1170 static void
1171 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1172 {
1173   struct sra_elt *base_elt;
1174   tree var, base;
1175
1176   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1177     continue;
1178   base = base_elt->element;
1179
1180   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1181   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1182   DECL_ARTIFICIAL (var) = 1;
1183
1184   if (TREE_THIS_VOLATILE (elt->type))
1185     {
1186       TREE_THIS_VOLATILE (var) = 1;
1187       TREE_SIDE_EFFECTS (var) = 1;
1188     }
1189
1190   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1191     {
1192       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1193       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1194       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1195
1196       SET_DECL_DEBUG_EXPR (var, generate_element_ref (elt));
1197       DECL_DEBUG_EXPR_IS_FROM (var) = 1;
1198       
1199       DECL_IGNORED_P (var) = 0;
1200       TREE_NO_WARNING (var) = TREE_NO_WARNING (base);
1201     }
1202   else
1203     {
1204       DECL_IGNORED_P (var) = 1;
1205       /* ??? We can't generate any warning that would be meaningful.  */
1206       TREE_NO_WARNING (var) = 1;
1207     }
1208
1209   if (dump_file)
1210     {
1211       fputs ("  ", dump_file);
1212       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1213       fputs (" -> ", dump_file);
1214       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1215       fputc ('\n', dump_file);
1216     }
1217 }
1218
1219 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1220    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1221
1222    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1223    fields all the way up the tree.  */
1224
1225 static void
1226 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1227                         unsigned int parent_copies)
1228 {
1229   if (dump_file && !elt->parent)
1230     {
1231       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1232       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1233       fputc ('\n', dump_file);
1234     }
1235
1236   if (elt->cannot_scalarize)
1237     return;
1238
1239   if (elt->is_scalar)
1240     {
1241       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1242          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1243       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1244         instantiate_element (elt);
1245     }
1246   else
1247     {
1248       struct sra_elt *c, *group;
1249       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1250       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1251
1252       /* Consider groups of sub-elements as weighing in favour of
1253          instantiation whatever their size.  */
1254       for (group = elt->groups; group ; group = group->sibling)
1255         FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, group)
1256           {
1257             c->n_uses += group->n_uses;
1258             c->n_copies += group->n_copies;
1259           }
1260
1261       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1262         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1263     }
1264 }
1265
1266 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1267    We will only care about this if the size of the complete structure
1268    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1269
1270 static unsigned int
1271 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1272 {
1273   if (elt->replacement)
1274     {
1275       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1276       return 1;
1277     }
1278   else
1279     {
1280       struct sra_elt *c;
1281       unsigned int count = 0;
1282
1283       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1284         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1285
1286       return count;
1287     }
1288 }
1289
1290 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1291    children of ELT.  */
1292
1293 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1294
1295 static void
1296 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1297 {
1298   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1299   if (sub->is_scalar)
1300     {
1301       if (sub->replacement == NULL)
1302         instantiate_element (sub);
1303     }
1304   else
1305     instantiate_missing_elements (sub);
1306 }
1307
1308 static void
1309 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1310 {
1311   tree type = elt->type;
1312
1313   switch (TREE_CODE (type))
1314     {
1315     case RECORD_TYPE:
1316       {
1317         tree f;
1318         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1319           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1320             instantiate_missing_elements_1 (elt, f, TREE_TYPE (f));
1321         break;
1322       }
1323
1324     case ARRAY_TYPE:
1325       {
1326         tree i, max, subtype;
1327
1328         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1329         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1330         subtype = TREE_TYPE (type);
1331
1332         while (1)
1333           {
1334             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1335             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1336               break;
1337             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1338           }
1339
1340         break;
1341       }
1342
1343     case COMPLEX_TYPE:
1344       type = TREE_TYPE (type);
1345       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1346       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1347       break;
1348
1349     default:
1350       gcc_unreachable ();
1351     }
1352 }
1353
1354 /* Return true if there is only one non aggregate field in the record, TYPE.
1355    Return false otherwise.  */
1356
1357 static bool
1358 single_scalar_field_in_record_p (tree type)
1359 {
1360    int num_fields = 0;
1361    tree field;
1362    if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
1363      return false;
1364
1365    for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
1366      if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1367        {
1368          num_fields++;
1369
1370          if (num_fields == 2)
1371            return false;
1372          
1373          if (AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (field)))
1374            return false;
1375        }
1376
1377    return true;
1378 }
1379
1380 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1381    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1382    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1383
1384 static bool
1385 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1386 {
1387   struct sra_elt *c;
1388   bool any_inst;
1389
1390   /* We shouldn't be invoked on groups of sub-elements as they must
1391      behave like their parent as far as block copy is concerned.  */
1392   gcc_assert (!elt->is_group);
1393
1394   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1395   if (elt->cannot_scalarize)
1396     {
1397       elt->use_block_copy = 1;
1398
1399       if (dump_file)
1400         {
1401           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1402           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1403           fputc ('\n', dump_file);
1404         }
1405
1406       /* Disable scalarization of sub-elements */
1407       for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
1408         {
1409           c->cannot_scalarize = 1;
1410           decide_block_copy (c);
1411         }
1412
1413       /* Groups behave like their parent.  */
1414       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1415         {
1416           c->cannot_scalarize = 1;
1417           c->use_block_copy = 1;
1418         }
1419
1420       return false;
1421     }
1422
1423   /* Don't decide if we've no uses.  */
1424   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0)
1425     ;
1426
1427   else if (!elt->is_scalar)
1428     {
1429       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1430       bool use_block_copy = true;
1431
1432       /* Tradeoffs for COMPLEX types pretty much always make it better
1433          to go ahead and split the components.  */
1434       if (TREE_CODE (elt->type) == COMPLEX_TYPE)
1435         use_block_copy = false;
1436
1437       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1438          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1439          copies for variable sized structures.  */
1440       else if (host_integerp (size_tree, 1))
1441         {
1442           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1443           unsigned int max_size, max_count, inst_count, full_count;
1444
1445           /* If the sra-max-structure-size parameter is 0, then the
1446              user has not overridden the parameter and we can choose a
1447              sensible default.  */
1448           max_size = SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1449             ? SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1450             : MOVE_RATIO * UNITS_PER_WORD;
1451           max_count = SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1452             ? SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1453             : MOVE_RATIO;
1454
1455           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1456           full_count = count_type_elements (elt->type, false);
1457           inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1458
1459           /* If there is only one scalar field in the record, don't block copy.  */
1460           if (single_scalar_field_in_record_p (elt->type))
1461             use_block_copy = false;
1462
1463           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only
1464              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1465              If there are a large number of fields then the size of the copy
1466              is much more of a factor.  */
1467
1468           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1469              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1470           if (full_size <= max_size
1471               && (full_count - inst_count) <= max_count
1472               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1473             use_block_copy = false;
1474           else if (inst_count * 100 >= full_count * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO
1475                    && inst_size * 100 >= full_size * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO)
1476             use_block_copy = false;
1477
1478           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1479              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1480           if (!use_block_copy
1481               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1482                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1483             use_block_copy = true;
1484         }
1485
1486       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1487
1488       /* Groups behave like their parent.  */
1489       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1490         c->use_block_copy = use_block_copy;
1491
1492       if (dump_file)
1493         {
1494           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1495                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1496           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1497           fputc ('\n', dump_file);
1498         }
1499
1500       if (!use_block_copy)
1501         {
1502           instantiate_missing_elements (elt);
1503           return true;
1504         }
1505     }
1506
1507   any_inst = elt->replacement != NULL;
1508
1509   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1510     any_inst |= decide_block_copy (c);
1511
1512   return any_inst;
1513 }
1514
1515 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1516
1517 static void
1518 decide_instantiations (void)
1519 {
1520   unsigned int i;
1521   bool cleared_any;
1522   bitmap_head done_head;
1523   bitmap_iterator bi;
1524
1525   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1526      so save up all the bits to clear until the end.  */
1527   bitmap_initialize (&done_head, &bitmap_default_obstack);
1528   cleared_any = false;
1529
1530   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1531     {
1532       tree var = referenced_var (i);
1533       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1534       if (elt)
1535         {
1536           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1537           if (!decide_block_copy (elt))
1538             elt = NULL;
1539         }
1540       if (!elt)
1541         {
1542           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1543           cleared_any = true;
1544         }
1545     }
1546
1547   if (cleared_any)
1548     {
1549       bitmap_and_compl_into (sra_candidates, &done_head);
1550       bitmap_and_compl_into (needs_copy_in, &done_head);
1551     }
1552   bitmap_clear (&done_head);
1553   
1554   if (!bitmap_empty_p (sra_candidates))
1555     todoflags |= TODO_update_smt_usage;
1556
1557   mark_set_for_renaming (sra_candidates);
1558
1559   if (dump_file)
1560     fputc ('\n', dump_file);
1561 }
1562
1563 \f
1564 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
1565
1566 /* Mark all the variables in V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operands for STMT for
1567    renaming. This becomes necessary when we modify all of a non-scalar.  */
1568
1569 static void
1570 mark_all_v_defs_1 (tree stmt)
1571 {
1572   tree sym;
1573   ssa_op_iter iter;
1574
1575   update_stmt_if_modified (stmt);
1576
1577   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (sym, stmt, iter, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)
1578     {
1579       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
1580         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
1581       mark_sym_for_renaming (sym);
1582     }
1583 }
1584
1585
1586 /* Mark all the variables in virtual operands in all the statements in
1587    LIST for renaming.  */
1588
1589 static void
1590 mark_all_v_defs (tree list)
1591 {
1592   if (TREE_CODE (list) != STATEMENT_LIST)
1593     mark_all_v_defs_1 (list);
1594   else
1595     {
1596       tree_stmt_iterator i;
1597       for (i = tsi_start (list); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
1598         mark_all_v_defs_1 (tsi_stmt (i));
1599     }
1600 }
1601
1602 /* Mark every replacement under ELT with TREE_NO_WARNING.  */
1603
1604 static void
1605 mark_no_warning (struct sra_elt *elt)
1606 {
1607   if (!elt->all_no_warning)
1608     {
1609       if (elt->replacement)
1610         TREE_NO_WARNING (elt->replacement) = 1;
1611       else
1612         {
1613           struct sra_elt *c;
1614           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
1615             mark_no_warning (c);
1616         }
1617       elt->all_no_warning = true;
1618     }
1619 }
1620
1621 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
1622
1623 static tree
1624 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
1625 {
1626   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
1627     {
1628     case RECORD_TYPE:
1629       {
1630         tree field = elt->element;
1631
1632         /* Watch out for compatible records with differing field lists.  */
1633         if (DECL_FIELD_CONTEXT (field) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (base)))
1634           field = find_compatible_field (TREE_TYPE (base), field);
1635
1636         return build3 (COMPONENT_REF, elt->type, base, field, NULL);
1637       }
1638
1639     case ARRAY_TYPE:
1640       todoflags |= TODO_update_smt_usage;
1641       if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
1642         return build4 (ARRAY_RANGE_REF, elt->type, base,
1643                        TREE_OPERAND (elt->element, 0), NULL, NULL);
1644       else
1645         return build4 (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
1646
1647     case COMPLEX_TYPE:
1648       if (elt->element == integer_zero_node)
1649         return build1 (REALPART_EXPR, elt->type, base);
1650       else
1651         return build1 (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
1652
1653     default:
1654       gcc_unreachable ();
1655     }
1656 }
1657
1658 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
1659
1660 static tree
1661 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
1662 {
1663   if (elt->parent)
1664     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
1665   else
1666     return elt->element;
1667 }
1668
1669 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all
1670    instantiated elements under ELT to or from the equivalent structure
1671    rooted at EXPR.  COPY_OUT controls the direction of the copy, with
1672    true meaning to copy out of EXPR into ELT.  */
1673
1674 static void
1675 generate_copy_inout (struct sra_elt *elt, bool copy_out, tree expr,
1676                      tree *list_p)
1677 {
1678   struct sra_elt *c;
1679   tree t;
1680
1681   if (!copy_out && TREE_CODE (expr) == SSA_NAME
1682       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == COMPLEX_TYPE)
1683     {
1684       tree r, i;
1685
1686       c = lookup_element (elt, integer_zero_node, NULL, NO_INSERT);
1687       r = c->replacement;
1688       c = lookup_element (elt, integer_one_node, NULL, NO_INSERT);
1689       i = c->replacement;
1690
1691       t = build2 (COMPLEX_EXPR, elt->type, r, i);
1692       t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, expr, t);
1693       SSA_NAME_DEF_STMT (expr) = t;
1694       append_to_statement_list (t, list_p);
1695     }
1696   else if (elt->replacement)
1697     {
1698       if (copy_out)
1699         t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, elt->replacement, expr);
1700       else
1701         t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, expr, elt->replacement);
1702       append_to_statement_list (t, list_p);
1703     }
1704   else
1705     {
1706       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
1707         {
1708           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
1709           generate_copy_inout (c, copy_out, t, list_p);
1710         }
1711     }
1712 }
1713
1714 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
1715    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
1716    correspondence of instantiated elements.  */
1717
1718 static void
1719 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, tree *list_p)
1720 {
1721   struct sra_elt *dc, *sc;
1722
1723   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dc, dst)
1724     {
1725       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
1726       gcc_assert (sc);
1727       generate_element_copy (dc, sc, list_p);
1728     }
1729
1730   if (dst->replacement)
1731     {
1732       tree t;
1733
1734       gcc_assert (src->replacement);
1735
1736       t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, dst->replacement,
1737                   src->replacement);
1738       append_to_statement_list (t, list_p);
1739     }
1740 }
1741
1742 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
1743    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
1744    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
1745    with generate_element_init.  */
1746
1747 static void
1748 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, tree *list_p)
1749 {
1750   struct sra_elt *c;
1751
1752   if (elt->visited)
1753     {
1754       elt->visited = false;
1755       return;
1756     }
1757
1758   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
1759     generate_element_zero (c, list_p);
1760
1761   if (elt->replacement)
1762     {
1763       tree t;
1764
1765       gcc_assert (elt->is_scalar);
1766       t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
1767
1768       t = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, elt->replacement, t);
1769       append_to_statement_list (t, list_p);
1770     }
1771 }
1772
1773 /* Generate an assignment VAR = INIT, where INIT may need gimplification.
1774    Add the result to *LIST_P.  */
1775
1776 static void
1777 generate_one_element_init (tree var, tree init, tree *list_p)
1778 {
1779   /* The replacement can be almost arbitrarily complex.  Gimplify.  */
1780   tree stmt = build2 (GIMPLE_MODIFY_STMT, void_type_node, var, init);
1781   gimplify_and_add (stmt, list_p);
1782 }
1783
1784 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
1785    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
1786    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
1787    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
1788    handle.  */
1789
1790 static bool
1791 generate_element_init_1 (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
1792 {
1793   bool result = true;
1794   enum tree_code init_code;
1795   struct sra_elt *sub;
1796   tree t;
1797   unsigned HOST_WIDE_INT idx;
1798   tree value, purpose;
1799
1800   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
1801      conversion, which we strip off here.  */
1802   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
1803   init_code = TREE_CODE (init);
1804
1805   if (elt->is_scalar)
1806     {
1807       if (elt->replacement)
1808         {
1809           generate_one_element_init (elt->replacement, init, list_p);
1810           elt->visited = true;
1811         }
1812       return result;
1813     }
1814
1815   switch (init_code)
1816     {
1817     case COMPLEX_CST:
1818     case COMPLEX_EXPR:
1819       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (sub, elt)
1820         {
1821           if (sub->element == integer_zero_node)
1822             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1823                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
1824           else
1825             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1826                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
1827           result &= generate_element_init_1 (sub, t, list_p);
1828         }
1829       break;
1830
1831     case CONSTRUCTOR:
1832       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (init), idx, purpose, value)
1833         {
1834           if (TREE_CODE (purpose) == RANGE_EXPR)
1835             {
1836               tree lower = TREE_OPERAND (purpose, 0);
1837               tree upper = TREE_OPERAND (purpose, 1);
1838
1839               while (1)
1840                 {
1841                   sub = lookup_element (elt, lower, NULL, NO_INSERT);
1842                   if (sub != NULL)
1843                     result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
1844                   if (tree_int_cst_equal (lower, upper))
1845                     break;
1846                   lower = int_const_binop (PLUS_EXPR, lower,
1847                                            integer_one_node, true);
1848                 }
1849             }
1850           else
1851             {
1852               sub = lookup_element (elt, purpose, NULL, NO_INSERT);
1853               if (sub != NULL)
1854                 result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
1855             }
1856         }
1857       break;
1858
1859     default:
1860       elt->visited = true;
1861       result = false;
1862     }
1863
1864   return result;
1865 }
1866
1867 /* A wrapper function for generate_element_init_1 that handles cleanup after
1868    gimplification.  */
1869
1870 static bool
1871 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
1872 {
1873   bool ret;
1874
1875   push_gimplify_context ();
1876   ret = generate_element_init_1 (elt, init, list_p);
1877   pop_gimplify_context (NULL);
1878
1879   /* The replacement can expose previously unreferenced variables.  */
1880   if (ret && *list_p)
1881     {
1882       tree_stmt_iterator i;
1883
1884       for (i = tsi_start (*list_p); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
1885         find_new_referenced_vars (tsi_stmt_ptr (i));
1886     }
1887
1888   return ret;
1889 }
1890
1891 /* Insert STMT on all the outgoing edges out of BB.  Note that if BB
1892    has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.  Also,
1893    abnormal edges will be ignored.  */
1894
1895 void
1896 insert_edge_copies (tree stmt, basic_block bb)
1897 {
1898   edge e;
1899   edge_iterator ei;
1900   bool first_copy;
1901
1902   first_copy = true;
1903   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
1904     {
1905       /* We don't need to insert copies on abnormal edges.  The
1906          value of the scalar replacement is not guaranteed to
1907          be valid through an abnormal edge.  */
1908       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
1909         {
1910           if (first_copy)
1911             {
1912               bsi_insert_on_edge (e, stmt);
1913               first_copy = false;
1914             }
1915           else
1916             bsi_insert_on_edge (e, unsave_expr_now (stmt));
1917         }
1918     }
1919 }
1920
1921 /* Helper function to insert LIST before BSI, and set up line number info.  */
1922
1923 void
1924 sra_insert_before (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1925 {
1926   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1927
1928   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1929     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1930   bsi_insert_before (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1931 }
1932
1933 /* Similarly, but insert after BSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
1934
1935 void
1936 sra_insert_after (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1937 {
1938   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1939
1940   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1941     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1942
1943   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
1944     insert_edge_copies (list, bsi->bb);
1945   else
1946     bsi_insert_after (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1947 }
1948
1949 /* Similarly, but replace the statement at BSI.  */
1950
1951 static void
1952 sra_replace (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1953 {
1954   sra_insert_before (bsi, list);
1955   bsi_remove (bsi, false);
1956   if (bsi_end_p (*bsi))
1957     *bsi = bsi_last (bsi->bb);
1958   else
1959     bsi_prev (bsi);
1960 }
1961
1962 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
1963    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
1964    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
1965
1966 static void
1967 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi,
1968                bool is_output, bool use_all)
1969 {
1970   tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
1971
1972   if (elt->replacement)
1973     {
1974       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
1975          simple as modifying the existing statement in place.  */
1976       if (is_output)
1977         mark_all_v_defs (stmt);
1978       *expr_p = elt->replacement;
1979       update_stmt (stmt);
1980     }
1981   else
1982     {
1983       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we want
1984          to store all (modified) sub-elements back into the structure before
1985          the reference takes place.  If ELT is being written, then we want to
1986          load the changed values back into our shadow variables.  */
1987       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
1988          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
1989          for which the values were last read.  If that number matches the
1990          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
1991          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
1992          a structure is passed as more than one argument to a function call.
1993          This optimization would be most effective if sra_walk_function
1994          processed the blocks in dominator order.  */
1995
1996       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &list);
1997       if (list == NULL)
1998         return;
1999       mark_all_v_defs (list);
2000       if (is_output)
2001         sra_insert_after (bsi, list);
2002       else
2003         {
2004           sra_insert_before (bsi, list);
2005           if (use_all)
2006             mark_no_warning (elt);
2007         }
2008     }
2009 }
2010
2011 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
2012    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
2013
2014 static void
2015 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
2016                 block_stmt_iterator *bsi)
2017 {
2018   tree list, stmt;
2019
2020   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
2021     {
2022       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
2023       stmt = bsi_stmt (*bsi);
2024
2025       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
2026          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
2027       gcc_assert (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT);
2028
2029       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = lhs_elt->replacement;
2030       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = rhs_elt->replacement;
2031       update_stmt (stmt);
2032     }
2033   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
2034     {
2035       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
2036          to the original structure, leave the original assignment
2037          statement (which will perform the block copy), then load the
2038          LHS values out of its now-updated original structure.  */
2039       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
2040          would at least allow those elements that are instantiated in
2041          both structures to be optimized well.  */
2042
2043       list = NULL;
2044       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
2045                            generate_element_ref (rhs_elt), &list);
2046       if (list)
2047         {
2048           mark_all_v_defs (list);
2049           sra_insert_before (bsi, list);
2050         }
2051
2052       list = NULL;
2053       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
2054                            generate_element_ref (lhs_elt), &list);
2055       if (list)
2056         {
2057           mark_all_v_defs (list);
2058           sra_insert_after (bsi, list);
2059         }
2060     }
2061   else
2062     {
2063       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
2064          case perform pair-wise element assignments and replace the
2065          original block copy statement.  */
2066
2067       stmt = bsi_stmt (*bsi);
2068       mark_all_v_defs (stmt);
2069
2070       list = NULL;
2071       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &list);
2072       gcc_assert (list);
2073       mark_all_v_defs (list);
2074       sra_replace (bsi, list);
2075     }
2076 }
2077
2078 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
2079    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
2080    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
2081    CONSTRUCTOR.  */
2082
2083 static void
2084 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, block_stmt_iterator *bsi)
2085 {
2086   bool result = true;
2087   tree list = NULL;
2088
2089   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
2090   if (rhs)
2091     {
2092       /* Unshare the expression just in case this is from a decl's initial.  */
2093       rhs = unshare_expr (rhs);
2094       result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &list);
2095     }
2096
2097   /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
2098      a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
2099   generate_element_zero (lhs_elt, &list);
2100
2101   if (!result)
2102     {
2103       /* If we failed to convert the entire initializer, then we must
2104          leave the structure assignment in place and must load values
2105          from the structure into the slots for which we did not find
2106          constants.  The easiest way to do this is to generate a complete
2107          copy-out, and then follow that with the constant assignments
2108          that we were able to build.  DCE will clean things up.  */
2109       tree list0 = NULL;
2110       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
2111                            &list0);
2112       append_to_statement_list (list, &list0);
2113       list = list0;
2114     }
2115
2116   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
2117     {
2118       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
2119          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
2120          exposes constants to later optimizations.  */
2121       if (list)
2122         {
2123           mark_all_v_defs (list);
2124           sra_insert_after (bsi, list);
2125         }
2126     }
2127   else
2128     {
2129       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
2130          replaces the original structure assignment.  */
2131       gcc_assert (list);
2132       mark_all_v_defs (bsi_stmt (*bsi));
2133       mark_all_v_defs (list);
2134       sra_replace (bsi, list);
2135     }
2136 }
2137
2138 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
2139    on all INDIRECT_REFs.  */
2140
2141 static tree
2142 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
2143 {
2144   tree t = *tp;
2145
2146   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
2147     {
2148       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
2149       *walk_subtrees = 0;
2150     }
2151   else if (IS_TYPE_OR_DECL_P (t))
2152     *walk_subtrees = 0;
2153
2154   return NULL;
2155 }
2156
2157 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
2158    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
2159    if ELT is on the left-hand side.  */
2160
2161 static void
2162 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
2163                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output)
2164 {
2165   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
2166   gcc_assert (!elt->replacement);
2167
2168   if (elt->use_block_copy)
2169     {
2170       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
2171          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
2172       scalarize_use (elt, NULL, bsi, is_output, false);
2173     }
2174   else
2175     {
2176       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
2177          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
2178          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
2179
2180       tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
2181
2182       mark_all_v_defs (stmt);
2183       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &list);
2184       mark_all_v_defs (list);
2185       gcc_assert (list);
2186
2187       /* Preserve EH semantics.  */
2188       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
2189         {
2190           tree_stmt_iterator tsi;
2191           tree first;
2192
2193           /* Extract the first statement from LIST.  */
2194           tsi = tsi_start (list);
2195           first = tsi_stmt (tsi);
2196           tsi_delink (&tsi);
2197
2198           /* Replace the old statement with this new representative.  */
2199           bsi_replace (bsi, first, true);
2200
2201           if (!tsi_end_p (tsi))
2202             {
2203               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
2204                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
2205                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
2206                  iterating over the remaining statements and set
2207                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
2208               do
2209                 {
2210                   walk_tree (tsi_stmt_ptr (tsi), mark_notrap, NULL, NULL);
2211                   tsi_next (&tsi);
2212                 }
2213               while (!tsi_end_p (tsi));
2214
2215               insert_edge_copies (list, bsi->bb);
2216             }
2217         }
2218       else
2219         sra_replace (bsi, list);
2220     }
2221 }
2222
2223 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
2224
2225 static void
2226 scalarize_parms (void)
2227 {
2228   tree list = NULL;
2229   unsigned i;
2230   bitmap_iterator bi;
2231
2232   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i, bi)
2233     {
2234       tree var = referenced_var (i);
2235       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
2236       generate_copy_inout (elt, true, var, &list);
2237     }
2238
2239   if (list)
2240     {
2241       insert_edge_copies (list, ENTRY_BLOCK_PTR);
2242       mark_all_v_defs (list);
2243     }
2244 }
2245
2246 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
2247
2248 static void
2249 scalarize_function (void)
2250 {
2251   static const struct sra_walk_fns fns = {
2252     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
2253   };
2254
2255   sra_walk_function (&fns);
2256   scalarize_parms ();
2257   bsi_commit_edge_inserts ();
2258 }
2259
2260 \f
2261 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
2262
2263 static void
2264 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
2265 {
2266   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
2267     {
2268       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
2269       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
2270     }
2271   else
2272     {
2273       if (elt->parent)
2274         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
2275       if (DECL_P (elt->element))
2276         {
2277           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
2278             fputc ('.', f);
2279           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
2280         }
2281       else if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
2282         fprintf (f, "["HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC".."HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC"]",
2283                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 0)),
2284                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 1)));
2285       else
2286         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
2287                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
2288     }
2289 }
2290
2291 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
2292
2293 void
2294 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
2295 {
2296   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
2297   fputc ('\n', stderr);
2298 }
2299
2300 void 
2301 sra_init_cache (void)
2302 {
2303   if (sra_type_decomp_cache) 
2304     return;
2305
2306   sra_type_decomp_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
2307   sra_type_inst_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
2308 }
2309
2310 /* Main entry point.  */
2311
2312 static unsigned int
2313 tree_sra (void)
2314 {
2315   /* Initialize local variables.  */
2316   todoflags = 0;
2317   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
2318   sra_candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
2319   needs_copy_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
2320   sra_init_cache ();
2321   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
2322
2323   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
2324   if (find_candidates_for_sra ())
2325     {
2326       scan_function ();
2327       decide_instantiations ();
2328       scalarize_function ();
2329     }
2330
2331   /* Free allocated memory.  */
2332   htab_delete (sra_map);
2333   sra_map = NULL;
2334   BITMAP_FREE (sra_candidates);
2335   BITMAP_FREE (needs_copy_in);
2336   BITMAP_FREE (sra_type_decomp_cache);
2337   BITMAP_FREE (sra_type_inst_cache);
2338   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
2339   return todoflags;
2340 }
2341
2342 static bool
2343 gate_sra (void)
2344 {
2345   return flag_tree_sra != 0;
2346 }
2347
2348 struct tree_opt_pass pass_sra =
2349 {
2350   "sra",                                /* name */
2351   gate_sra,                             /* gate */
2352   tree_sra,                             /* execute */
2353   NULL,                                 /* sub */
2354   NULL,                                 /* next */
2355   0,                                    /* static_pass_number */
2356   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
2357   PROP_cfg | PROP_ssa | PROP_alias,     /* properties_required */
2358   0,                                    /* properties_provided */
2359   PROP_smt_usage,                       /* properties_destroyed */
2360   0,                                    /* todo_flags_start */
2361   TODO_dump_func /* todo_flags_finish */
2362   | TODO_update_ssa
2363   | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa,
2364   0                                     /* letter */
2365 };