OSDN Git Service

* dwarf2out.c (dwarf2out_frame_debug_expr): Consult the
[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 "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 /* 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 tree sra_build_assignment (tree dst, tree src);
212 static void mark_all_v_defs (tree list);
213
214 \f
215 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
216
217 static bool
218 is_sra_candidate_decl (tree decl)
219 {
220   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, DECL_UID (decl));
221 }
222
223 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
224
225 static bool
226 is_sra_scalar_type (tree type)
227 {
228   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
229   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
230           || code == FIXED_POINT_TYPE
231           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
232           || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
233           || code == REFERENCE_TYPE);
234 }
235
236 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
237
238    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
239    instantiated, just that if we decide to break up the type into
240    separate pieces that it can be done.  */
241
242 bool
243 sra_type_can_be_decomposed_p (tree type)
244 {
245   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
246   tree t;
247
248   /* Avoid searching the same type twice.  */
249   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
250     return true;
251   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
252     return false;
253
254   /* The type must have a definite nonzero size.  */
255   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST
256       || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
257     goto fail;
258
259   /* The type must be a non-union aggregate.  */
260   switch (TREE_CODE (type))
261     {
262     case RECORD_TYPE:
263       {
264         bool saw_one_field = false;
265
266         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
267           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
268             {
269               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
270               if (DECL_BIT_FIELD (t)
271                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
272                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
273                 goto fail;
274
275               saw_one_field = true;
276             }
277
278         /* Record types must have at least one field.  */
279         if (!saw_one_field)
280           goto fail;
281       }
282       break;
283
284     case ARRAY_TYPE:
285       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
286       t = TYPE_DOMAIN (type);
287       if (t == NULL)
288         goto fail;
289       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
290         goto fail;
291       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
292         goto fail;
293       break;
294
295     case COMPLEX_TYPE:
296       break;
297
298     default:
299       goto fail;
300     }
301
302   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
303   return true;
304
305  fail:
306   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
307   return false;
308 }
309
310 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
311    (though not necessarily scalar) variables.  */
312
313 static bool
314 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
315 {
316   /* Early out for scalars.  */
317   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
318     return false;
319
320   /* The variable must not be aliased.  */
321   if (!is_gimple_non_addressable (var))
322     {
323       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
324         {
325           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
326           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
327           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
328         }
329       return false;
330     }
331
332   /* The variable must not be volatile.  */
333   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
334     {
335       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
336         {
337           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
338           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
339           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
340         }
341       return false;
342     }
343
344   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
345   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
346     {
347       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
348         {
349           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
350           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
351           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
352         }
353       return false;
354     }
355
356   /* HACK: if we decompose a va_list_type_node before inlining, then we'll
357      confuse tree-stdarg.c, and we won't be able to figure out which and
358      how many arguments are accessed.  This really should be improved in
359      tree-stdarg.c, as the decomposition is truely a win.  This could also
360      be fixed if the stdarg pass ran early, but this can't be done until
361      we've aliasing information early too.  See PR 30791.  */
362   if (early_sra
363       && TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
364          == TYPE_MAIN_VARIANT (va_list_type_node))
365     return false;
366
367   return true;
368 }
369
370 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
371
372 static bool
373 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
374 {
375   if (is_sra_scalar_type (type))
376     return true;
377   if (!sra_type_can_be_decomposed_p (type))
378     return false;
379
380   switch (TREE_CODE (type))
381     {
382     case RECORD_TYPE:
383       {
384         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
385         tree f;
386
387         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
388           return true;
389         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
390           return false;
391
392         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
393           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
394             {
395               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
396                 {
397                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
398                   return false;
399                 }
400             }
401
402         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
403         return true;
404       }
405
406     case ARRAY_TYPE:
407       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
408
409     case COMPLEX_TYPE:
410       return true;
411
412     default:
413       gcc_unreachable ();
414     }
415 }
416
417 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
418
419 static bool
420 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
421 {
422   struct sra_elt *c;
423
424   if (elt->cannot_scalarize)
425     return false;
426
427   for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
428     if (!can_completely_scalarize_p (c))
429       return false;
430
431   for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
432     if (!can_completely_scalarize_p (c))
433       return false;
434
435   return true;
436 }
437
438 \f
439 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
440    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
441
442 static hashval_t
443 sra_hash_tree (tree t)
444 {
445   hashval_t h;
446
447   switch (TREE_CODE (t))
448     {
449     case VAR_DECL:
450     case PARM_DECL:
451     case RESULT_DECL:
452       h = DECL_UID (t);
453       break;
454
455     case INTEGER_CST:
456       h = TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
457       break;
458
459     case RANGE_EXPR:
460       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 0), 0);
461       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), h);
462       break;
463
464     case FIELD_DECL:
465       /* We can have types that are compatible, but have different member
466          lists, so we can't hash fields by ID.  Use offsets instead.  */
467       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_OFFSET (t), 0);
468       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (t), h);
469       break;
470
471     case BIT_FIELD_REF:
472       /* Don't take operand 0 into account, that's our parent.  */
473       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 1), 0);
474       h = iterative_hash_expr (TREE_OPERAND (t, 2), h);
475       break;
476
477     default:
478       gcc_unreachable ();
479     }
480
481   return h;
482 }
483
484 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
485
486 static hashval_t
487 sra_elt_hash (const void *x)
488 {
489   const struct sra_elt *e = x;
490   const struct sra_elt *p;
491   hashval_t h;
492
493   h = sra_hash_tree (e->element);
494
495   /* Take into account everything except bitfield blocks back up the
496      chain.  Given that chain lengths are rarely very long, this
497      should be acceptable.  If we truly identify this as a performance
498      problem, it should work to hash the pointer value
499      "e->parent".  */
500   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
501     if (!p->in_bitfld_block)
502       h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
503
504   return h;
505 }
506
507 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
508
509 static int
510 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
511 {
512   const struct sra_elt *a = x;
513   const struct sra_elt *b = y;
514   tree ae, be;
515   const struct sra_elt *ap = a->parent;
516   const struct sra_elt *bp = b->parent;
517
518   if (ap)
519     while (ap->in_bitfld_block)
520       ap = ap->parent;
521   if (bp)
522     while (bp->in_bitfld_block)
523       bp = bp->parent;
524
525   if (ap != bp)
526     return false;
527
528   ae = a->element;
529   be = b->element;
530
531   if (ae == be)
532     return true;
533   if (TREE_CODE (ae) != TREE_CODE (be))
534     return false;
535
536   switch (TREE_CODE (ae))
537     {
538     case VAR_DECL:
539     case PARM_DECL:
540     case RESULT_DECL:
541       /* These are all pointer unique.  */
542       return false;
543
544     case INTEGER_CST:
545       /* Integers are not pointer unique, so compare their values.  */
546       return tree_int_cst_equal (ae, be);
547
548     case RANGE_EXPR:
549       return
550         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 0), TREE_OPERAND (be, 0))
551         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1));
552
553     case FIELD_DECL:
554       /* Fields are unique within a record, but not between
555          compatible records.  */
556       if (DECL_FIELD_CONTEXT (ae) == DECL_FIELD_CONTEXT (be))
557         return false;
558       return fields_compatible_p (ae, be);
559
560     case BIT_FIELD_REF:
561       return
562         tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 1), TREE_OPERAND (be, 1))
563         && tree_int_cst_equal (TREE_OPERAND (ae, 2), TREE_OPERAND (be, 2));
564
565     default:
566       gcc_unreachable ();
567     }
568 }
569
570 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
571    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
572
573 static struct sra_elt *
574 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
575                 enum insert_option insert)
576 {
577   struct sra_elt dummy;
578   struct sra_elt **slot;
579   struct sra_elt *elt;
580
581   if (parent)
582     dummy.parent = parent->is_group ? parent->parent : parent;
583   else
584     dummy.parent = NULL;
585   dummy.element = child;
586
587   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
588   if (!slot && insert == NO_INSERT)
589     return NULL;
590
591   elt = *slot;
592   if (!elt && insert == INSERT)
593     {
594       *slot = elt = obstack_alloc (&sra_obstack, sizeof (*elt));
595       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
596
597       elt->parent = parent;
598       elt->element = child;
599       elt->type = type;
600       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
601
602       if (parent)
603         {
604           if (IS_ELEMENT_FOR_GROUP (elt->element))
605             {
606               elt->is_group = true;
607               elt->sibling = parent->groups;
608               parent->groups = elt;
609             }
610           else
611             {
612               elt->sibling = parent->children;
613               parent->children = elt;
614             }
615         }
616
617       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
618          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
619       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
620         {
621           elt->n_copies = 1;
622           bitmap_set_bit (needs_copy_in, DECL_UID (child));
623         }
624     }
625
626   return elt;
627 }
628
629 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression
630    refers to a scalarizable variable.  */
631
632 static struct sra_elt *
633 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
634 {
635   struct sra_elt *elt;
636   tree child;
637
638   switch (TREE_CODE (expr))
639     {
640     case VAR_DECL:
641     case PARM_DECL:
642     case RESULT_DECL:
643       if (is_sra_candidate_decl (expr))
644         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
645       return NULL;
646
647     case ARRAY_REF:
648       /* We can't scalarize variable array indices.  */
649       if (in_array_bounds_p (expr))
650         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
651       else
652         return NULL;
653       break;
654
655     case ARRAY_RANGE_REF:
656       /* We can't scalarize variable array indices.  */
657       if (range_in_array_bounds_p (expr))
658         {
659           tree domain = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (expr));
660           child = build2 (RANGE_EXPR, integer_type_node,
661                           TYPE_MIN_VALUE (domain), TYPE_MAX_VALUE (domain));
662         }
663       else
664         return NULL;
665       break;
666
667     case COMPONENT_REF:
668       {
669         tree type = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0));
670         /* Don't look through unions.  */
671         if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
672           return NULL;
673         /* Neither through variable-sized records.  */
674         if (TYPE_SIZE (type) == NULL_TREE
675             || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST)
676           return NULL;
677         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
678       }
679       break;
680
681     case REALPART_EXPR:
682       child = integer_zero_node;
683       break;
684     case IMAGPART_EXPR:
685       child = integer_one_node;
686       break;
687
688     default:
689       return NULL;
690     }
691
692   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
693   if (elt)
694     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
695   return NULL;
696 }
697
698 \f
699 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
700    references, and categorize them.  */
701
702 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
703    various kinds of references seen.  In all cases, *BSI is an iterator
704    pointing to the statement being processed.  */
705 struct sra_walk_fns
706 {
707   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
708      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
709      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
710      is a left-hand-side reference.  USE_ALL is true if we saw something we
711      couldn't quite identify and had to force the use of the entire object.  */
712   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
713                block_stmt_iterator *bsi, bool is_output, bool use_all);
714
715   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
716   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
717                 block_stmt_iterator *bsi);
718
719   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
720      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
721   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, block_stmt_iterator *bsi);
722
723   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
724      and one non-scalarizable reference OTHER without side-effects. 
725      IS_OUTPUT is true if ELT is on the left-hand side.  */
726   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
727                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
728
729   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
730   /* ??? This is a hack.  */
731   bool initial_scan;
732 };
733
734 #ifdef ENABLE_CHECKING
735 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains a candidate decl, return it.  */
736
737 static tree
738 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
739                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
740 {
741   tree t = *tp;
742   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
743
744   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
745     {
746       *walk_subtrees = 0;
747       if (is_sra_candidate_decl (t))
748         return t;
749     }
750   else if (TYPE_P (t))
751     *walk_subtrees = 0;
752
753   return NULL;
754 }
755 #endif
756
757 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
758    If we find one, invoke FNS->USE.  */
759
760 static void
761 sra_walk_expr (tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
762                const struct sra_walk_fns *fns)
763 {
764   tree expr = *expr_p;
765   tree inner = expr;
766   bool disable_scalarization = false;
767   bool use_all_p = false;
768
769   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
770      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
771      are references that we can scalarize.  If we come across something that
772      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
773      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
774
775   while (1)
776     switch (TREE_CODE (inner))
777       {
778       case VAR_DECL:
779       case PARM_DECL:
780       case RESULT_DECL:
781         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
782         if (is_sra_candidate_decl (inner))
783           {
784             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
785             if (disable_scalarization)
786               elt->cannot_scalarize = true;
787             else
788               fns->use (elt, expr_p, bsi, is_output, use_all_p);
789           }
790         return;
791
792       case ARRAY_REF:
793         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
794            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
795            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
796            index reference inside a loop being overridden by several constant
797            index references during loop setup.  It's possible that this could
798            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
799            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth
800            the effort.  */
801         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
802            without duplicating too much code.  */
803         if (!in_array_bounds_p (inner))
804           {
805             disable_scalarization = true;
806             goto use_all;
807           }
808         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
809            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
810         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
811           goto use_all;
812         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
813         break;
814
815       case ARRAY_RANGE_REF:
816         if (!range_in_array_bounds_p (inner))
817           {
818             disable_scalarization = true;
819             goto use_all;
820           }
821         /* ??? See above non-constant bounds and stride .  */
822         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
823           goto use_all;
824         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
825         break;
826
827       case COMPONENT_REF:
828         {
829           tree type = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0));
830           /* Don't look through unions.  */
831           if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
832             goto use_all;
833           /* Neither through variable-sized records.  */
834           if (TYPE_SIZE (type) == NULL_TREE
835               || TREE_CODE (TYPE_SIZE (type)) != INTEGER_CST)
836             goto use_all;
837           inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
838         }
839         break;
840
841       case REALPART_EXPR:
842       case IMAGPART_EXPR:
843         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
844         break;
845
846       case BIT_FIELD_REF:
847         /* A bit field reference to a specific vector is scalarized but for
848            ones for inputs need to be marked as used on the left hand size so
849            when we scalarize it, we can mark that variable as non renamable.  */
850         if (is_output
851             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) == VECTOR_TYPE)
852           {
853             struct sra_elt *elt
854               = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (inner, 0));
855             if (elt)
856               elt->is_vector_lhs = true;
857           }
858         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
859            is not currently scalarized.  Consider this an access to the
860            complete outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
861           
862         goto use_all;
863
864       case VIEW_CONVERT_EXPR:
865       case NOP_EXPR:
866         /* Similarly, a view/nop explicitly wants to look at an object in a
867            type other than the one we've scalarized.  */
868         goto use_all;
869
870       case WITH_SIZE_EXPR:
871         /* This is a transparent wrapper.  The entire inner expression really
872            is being used.  */
873         goto use_all;
874
875       use_all:
876         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
877         inner = expr = *expr_p;
878         use_all_p = true;
879         break;
880
881       default:
882 #ifdef ENABLE_CHECKING
883         /* Validate that we're not missing any references.  */
884         gcc_assert (!walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL));
885 #endif
886         return;
887       }
888 }
889
890 /* Walk a TREE_LIST of values looking for scalarizable aggregates.
891    If we find one, invoke FNS->USE.  */
892
893 static void
894 sra_walk_tree_list (tree list, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
895                     const struct sra_walk_fns *fns)
896 {
897   tree op;
898   for (op = list; op ; op = TREE_CHAIN (op))
899     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (op), bsi, is_output, fns);
900 }
901
902 /* Walk the arguments of a CALL_EXPR looking for scalarizable aggregates.
903    If we find one, invoke FNS->USE.  */
904
905 static void
906 sra_walk_call_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
907                     const struct sra_walk_fns *fns)
908 {
909   int i;
910   int nargs = call_expr_nargs (expr);
911   for (i = 0; i < nargs; i++)
912     sra_walk_expr (&CALL_EXPR_ARG (expr, i), bsi, false, fns);
913 }
914
915 /* Walk the inputs and outputs of an ASM_EXPR looking for scalarizable
916    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
917
918 static void
919 sra_walk_asm_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
920                    const struct sra_walk_fns *fns)
921 {
922   sra_walk_tree_list (ASM_INPUTS (expr), bsi, false, fns);
923   sra_walk_tree_list (ASM_OUTPUTS (expr), bsi, true, fns);
924 }
925
926 /* Walk a GIMPLE_MODIFY_STMT and categorize the assignment appropriately.  */
927
928 static void
929 sra_walk_gimple_modify_stmt (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
930                              const struct sra_walk_fns *fns)
931 {
932   struct sra_elt *lhs_elt, *rhs_elt;
933   tree lhs, rhs;
934
935   lhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0);
936   rhs = GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1);
937   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
938   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
939
940   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
941   if (lhs_elt && rhs_elt)
942     {
943       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, bsi);
944       return;
945     }
946
947   /* If the RHS is scalarizable, handle it.  There are only two cases.  */
948   if (rhs_elt)
949     {
950       if (!rhs_elt->is_scalar && !TREE_SIDE_EFFECTS (lhs))
951         fns->ldst (rhs_elt, lhs, bsi, false);
952       else
953         fns->use (rhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, false);
954     }
955
956   /* If it isn't scalarizable, there may be scalarizable variables within, so
957      check for a call or else walk the RHS to see if we need to do any
958      copy-in operations.  We need to do it before the LHS is scalarized so
959      that the statements get inserted in the proper place, before any
960      copy-out operations.  */
961   else
962     {
963       tree call = get_call_expr_in (rhs);
964       if (call)
965         sra_walk_call_expr (call, bsi, fns);
966       else
967         sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
968     }
969
970   /* Likewise, handle the LHS being scalarizable.  We have cases similar
971      to those above, but also want to handle RHS being constant.  */
972   if (lhs_elt)
973     {
974       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
975          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
976       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
977           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
978           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
979         fns->init (lhs_elt, rhs, bsi);
980
981       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
982          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
983       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
984                && TREE_STATIC (rhs)
985                && TREE_READONLY (rhs)
986                && targetm.binds_local_p (rhs))
987         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), bsi);
988
989       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
990          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
991          the result of a function call.  Which would result in trying to call
992          the function multiple times, and other evil things.  */
993       else if (!lhs_elt->is_scalar
994                && !TREE_SIDE_EFFECTS (rhs) && is_gimple_addressable (rhs))
995         fns->ldst (lhs_elt, rhs, bsi, true);
996
997       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
998          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
999       else
1000         fns->use (lhs_elt, &GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, false);
1001     }
1002
1003   /* Similarly to above, LHS_ELT being null only means that the LHS as a
1004      whole is not a scalarizable reference.  There may be occurrences of
1005      scalarizable variables within, which implies a USE.  */
1006   else
1007     sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (expr, 0), bsi, true, fns);
1008 }
1009
1010 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
1011    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
1012    scalarizable variables.  */
1013
1014 static void
1015 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
1016 {
1017   basic_block bb;
1018   block_stmt_iterator si, ni;
1019
1020   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
1021      dominator tree order.  */
1022
1023   FOR_EACH_BB (bb)
1024     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); si = ni)
1025       {
1026         tree stmt, t;
1027         stmt_ann_t ann;
1028
1029         stmt = bsi_stmt (si);
1030         ann = stmt_ann (stmt);
1031
1032         ni = si;
1033         bsi_next (&ni);
1034
1035         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
1036            make any structure references that we care about.  */
1037         if (gimple_aliases_computed_p (cfun)
1038             && ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, (SSA_OP_VIRTUAL_DEFS | SSA_OP_VUSE)))
1039               continue;
1040
1041         switch (TREE_CODE (stmt))
1042           {
1043           case RETURN_EXPR:
1044             /* If we have "return <retval>" then the return value is
1045                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
1046                force all the components back in place for the return.
1047
1048                If we have an embedded assignment, then <retval> is of
1049                a type that gets returned in registers in this ABI, and
1050                we do not wish to extend their lifetimes.  Treat this
1051                as a USE of the variable on the RHS of this assignment.  */
1052
1053             t = TREE_OPERAND (stmt, 0);
1054             if (t == NULL_TREE)
1055               ;
1056             else if (TREE_CODE (t) == GIMPLE_MODIFY_STMT)
1057               sra_walk_expr (&GIMPLE_STMT_OPERAND (t, 1), &si, false, fns);
1058             else
1059               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (stmt, 0), &si, false, fns);
1060             break;
1061
1062           case GIMPLE_MODIFY_STMT:
1063             sra_walk_gimple_modify_stmt (stmt, &si, fns);
1064             break;
1065           case CALL_EXPR:
1066             sra_walk_call_expr (stmt, &si, fns);
1067             break;
1068           case ASM_EXPR:
1069             sra_walk_asm_expr (stmt, &si, fns);
1070             break;
1071
1072           default:
1073             break;
1074           }
1075       }
1076 }
1077 \f
1078 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
1079    structures that could be decomposed.  */
1080
1081 static bool
1082 find_candidates_for_sra (void)
1083 {
1084   bool any_set = false;
1085   tree var;
1086   referenced_var_iterator rvi;
1087
1088   FOR_EACH_REFERENCED_VAR (var, rvi)
1089     {
1090       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
1091         {
1092           bitmap_set_bit (sra_candidates, DECL_UID (var));
1093           any_set = true;
1094         }
1095     }
1096
1097   return any_set;
1098 }
1099
1100 \f
1101 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
1102    number of times they are used or copied respectively.  */
1103
1104 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
1105    considered a copy, because we can decompose the reference such that
1106    the sub-elements needn't be contiguous.  */
1107
1108 static void
1109 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
1110           block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1111           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED, bool use_all ATTRIBUTE_UNUSED)
1112 {
1113   elt->n_uses += 1;
1114 }
1115
1116 static void
1117 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1118            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1119 {
1120   lhs_elt->n_copies += 1;
1121   rhs_elt->n_copies += 1;
1122 }
1123
1124 static void
1125 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
1126            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
1127 {
1128   lhs_elt->n_copies += 1;
1129 }
1130
1131 static void
1132 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
1133            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
1134            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
1135 {
1136   elt->n_copies += 1;
1137 }
1138
1139 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
1140
1141 static void
1142 scan_dump (struct sra_elt *elt)
1143 {
1144   struct sra_elt *c;
1145
1146   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1147   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
1148
1149   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1150     scan_dump (c);
1151
1152   for (c = elt->groups; c ; c = c->sibling)
1153     scan_dump (c);
1154 }
1155
1156 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
1157    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
1158
1159 static void
1160 scan_function (void)
1161 {
1162   static const struct sra_walk_fns fns = {
1163     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
1164   };
1165   bitmap_iterator bi;
1166
1167   sra_walk_function (&fns);
1168
1169   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1170     {
1171       unsigned i;
1172
1173       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
1174       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1175         {
1176           tree var = referenced_var (i);
1177           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1178           if (elt)
1179             scan_dump (elt);
1180         }
1181       fputc ('\n', dump_file);
1182     }
1183 }
1184 \f
1185 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
1186    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
1187
1188 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
1189    name on the obstack.  */
1190
1191 static void
1192 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1193 {
1194   tree t;
1195   char buffer[32];
1196
1197   if (elt->parent)
1198     {
1199       build_element_name_1 (elt->parent);
1200       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1201
1202       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1203         {
1204           if (elt->element == integer_zero_node)
1205             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1206           else
1207             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1208           return;
1209         }
1210     }
1211
1212   t = elt->element;
1213   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1214     {
1215       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1216       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1217       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1218     }
1219   else if (TREE_CODE (t) == BIT_FIELD_REF)
1220     {
1221       sprintf (buffer, "B" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1222                tree_low_cst (TREE_OPERAND (t, 2), 1));
1223       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1224       sprintf (buffer, "F" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
1225                tree_low_cst (TREE_OPERAND (t, 1), 1));
1226       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1227     }
1228   else
1229     {
1230       tree name = DECL_NAME (t);
1231       if (name)
1232         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1233                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1234       else
1235         {
1236           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1237           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1238         }
1239     }
1240 }
1241
1242 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1243    The name is built on the obstack.  */
1244
1245 static char *
1246 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1247 {
1248   build_element_name_1 (elt);
1249   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1250   return XOBFINISH (&sra_obstack, char *);
1251 }
1252
1253 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1254
1255 static void
1256 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1257 {
1258   struct sra_elt *base_elt;
1259   tree var, base;
1260   bool nowarn = TREE_NO_WARNING (elt->element);
1261
1262   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1263     if (!nowarn)
1264       nowarn = TREE_NO_WARNING (base_elt->parent->element);
1265   base = base_elt->element;
1266
1267   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1268
1269   if (DECL_P (elt->element)
1270       && !tree_int_cst_equal (DECL_SIZE (var), DECL_SIZE (elt->element)))
1271     {
1272       DECL_SIZE (var) = DECL_SIZE (elt->element);
1273       DECL_SIZE_UNIT (var) = DECL_SIZE_UNIT (elt->element);
1274
1275       elt->in_bitfld_block = 1;
1276       elt->replacement = build3 (BIT_FIELD_REF, elt->type, var,
1277                                  DECL_SIZE (var),
1278                                  BYTES_BIG_ENDIAN
1279                                  ? size_binop (MINUS_EXPR,
1280                                                TYPE_SIZE (elt->type),
1281                                                DECL_SIZE (var))
1282                                  : bitsize_int (0));
1283     }
1284
1285   /* For vectors, if used on the left hand side with BIT_FIELD_REF,
1286      they are not a gimple register.  */
1287   if (TREE_CODE (TREE_TYPE (var)) == VECTOR_TYPE && elt->is_vector_lhs)
1288     DECL_GIMPLE_REG_P (var) = 0;
1289
1290   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1291   DECL_ARTIFICIAL (var) = 1;
1292
1293   if (TREE_THIS_VOLATILE (elt->type))
1294     {
1295       TREE_THIS_VOLATILE (var) = 1;
1296       TREE_SIDE_EFFECTS (var) = 1;
1297     }
1298
1299   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1300     {
1301       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1302       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1303       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1304
1305       SET_DECL_DEBUG_EXPR (var, generate_element_ref (elt));
1306       DECL_DEBUG_EXPR_IS_FROM (var) = 1;
1307       
1308       DECL_IGNORED_P (var) = 0;
1309       TREE_NO_WARNING (var) = nowarn;
1310     }
1311   else
1312     {
1313       DECL_IGNORED_P (var) = 1;
1314       /* ??? We can't generate any warning that would be meaningful.  */
1315       TREE_NO_WARNING (var) = 1;
1316     }
1317
1318   /* Zero-initialize bit-field scalarization variables, to avoid
1319      triggering undefined behavior.  */
1320   if (TREE_CODE (elt->element) == BIT_FIELD_REF
1321       || (var != elt->replacement
1322           && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF))
1323     {
1324       tree init = sra_build_assignment (var, fold_convert (TREE_TYPE (var),
1325                                                            integer_zero_node));
1326       insert_edge_copies (init, ENTRY_BLOCK_PTR);
1327       mark_all_v_defs (init);
1328     }
1329
1330   if (dump_file)
1331     {
1332       fputs ("  ", dump_file);
1333       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1334       fputs (" -> ", dump_file);
1335       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1336       fputc ('\n', dump_file);
1337     }
1338 }
1339
1340 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1341    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1342
1343    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1344    fields all the way up the tree.  */
1345
1346 static void
1347 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1348                         unsigned int parent_copies)
1349 {
1350   if (dump_file && !elt->parent)
1351     {
1352       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1353       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1354       fputc ('\n', dump_file);
1355     }
1356
1357   if (elt->cannot_scalarize)
1358     return;
1359
1360   if (elt->is_scalar)
1361     {
1362       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1363          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1364       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1365         instantiate_element (elt);
1366     }
1367   else
1368     {
1369       struct sra_elt *c, *group;
1370       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1371       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1372
1373       /* Consider groups of sub-elements as weighing in favour of
1374          instantiation whatever their size.  */
1375       for (group = elt->groups; group ; group = group->sibling)
1376         FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, group)
1377           {
1378             c->n_uses += group->n_uses;
1379             c->n_copies += group->n_copies;
1380           }
1381
1382       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1383         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1384     }
1385 }
1386
1387 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1388    We will only care about this if the size of the complete structure
1389    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1390
1391 static unsigned int
1392 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1393 {
1394   if (elt->replacement)
1395     {
1396       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1397       return 1;
1398     }
1399   else
1400     {
1401       struct sra_elt *c;
1402       unsigned int count = 0;
1403
1404       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1405         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1406
1407       return count;
1408     }
1409 }
1410
1411 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1412    children of ELT.  */
1413
1414 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1415
1416 static struct sra_elt *
1417 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1418 {
1419   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1420   if (sub->is_scalar)
1421     {
1422       if (sub->replacement == NULL)
1423         instantiate_element (sub);
1424     }
1425   else
1426     instantiate_missing_elements (sub);
1427   return sub;
1428 }
1429
1430 /* Obtain the canonical type for field F of ELEMENT.  */
1431
1432 static tree
1433 canon_type_for_field (tree f, tree element)
1434 {
1435   tree field_type = TREE_TYPE (f);
1436
1437   /* canonicalize_component_ref() unwidens some bit-field types (not
1438      marked as DECL_BIT_FIELD in C++), so we must do the same, lest we
1439      may introduce type mismatches.  */
1440   if (INTEGRAL_TYPE_P (field_type)
1441       && DECL_MODE (f) != TYPE_MODE (field_type))
1442     field_type = TREE_TYPE (get_unwidened (build3 (COMPONENT_REF,
1443                                                    field_type,
1444                                                    element,
1445                                                    f, NULL_TREE),
1446                                            NULL_TREE));
1447
1448   return field_type;
1449 }
1450
1451 /* Look for adjacent fields of ELT starting at F that we'd like to
1452    scalarize as a single variable.  Return the last field of the
1453    group.  */
1454
1455 static tree
1456 try_instantiate_multiple_fields (struct sra_elt *elt, tree f)
1457 {
1458   int count;
1459   unsigned HOST_WIDE_INT align, bit, size, alchk;
1460   enum machine_mode mode;
1461   tree first = f, prev;
1462   tree type, var;
1463   struct sra_elt *block;
1464
1465   if (!is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (f))
1466       || !host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1467       || !host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)
1468       || !host_integerp (DECL_SIZE (f), 1)
1469       || lookup_element (elt, f, NULL, NO_INSERT))
1470     return f;
1471
1472   block = elt;
1473
1474   /* For complex and array objects, there are going to be integer
1475      literals as child elements.  In this case, we can't just take the
1476      alignment and mode of the decl, so we instead rely on the element
1477      type.
1478
1479      ??? We could try to infer additional alignment from the full
1480      object declaration and the location of the sub-elements we're
1481      accessing.  */
1482   for (count = 0; !DECL_P (block->element); count++)
1483     block = block->parent;
1484
1485   align = DECL_ALIGN (block->element);
1486   alchk = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (block->element));
1487
1488   if (count)
1489     {
1490       type = TREE_TYPE (block->element);
1491       while (count--)
1492         type = TREE_TYPE (type);
1493
1494       align = TYPE_ALIGN (type);
1495       alchk = GET_MODE_BITSIZE (TYPE_MODE (type));
1496     }
1497
1498   if (align < alchk)
1499     align = alchk;
1500
1501   /* Coalescing wider fields is probably pointless and
1502      inefficient.  */
1503   if (align > BITS_PER_WORD)
1504     align = BITS_PER_WORD;
1505
1506   bit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1507     + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1508   size = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1509
1510   alchk = align - 1;
1511   alchk = ~alchk;
1512
1513   if ((bit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1514     return f;
1515
1516   /* Find adjacent fields in the same alignment word.  */
1517
1518   for (prev = f, f = TREE_CHAIN (f);
1519        f && TREE_CODE (f) == FIELD_DECL
1520          && is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (f))
1521          && host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1522          && host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)
1523          && host_integerp (DECL_SIZE (f), 1)
1524          && !lookup_element (elt, f, NULL, NO_INSERT);
1525        prev = f, f = TREE_CHAIN (f))
1526     {
1527       unsigned HOST_WIDE_INT nbit, nsize;
1528
1529       nbit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1530         + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1531       nsize = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1532
1533       if (bit + size == nbit)
1534         {
1535           if ((bit & alchk) != ((nbit + nsize - 1) & alchk))
1536             {
1537               /* If we're at an alignment boundary, don't bother
1538                  growing alignment such that we can include this next
1539                  field.  */
1540               if ((nbit & alchk)
1541                   || GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f)) <= align)
1542                 break;
1543
1544               align = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f));
1545               alchk = align - 1;
1546               alchk = ~alchk;
1547
1548               if ((bit & alchk) != ((nbit + nsize - 1) & alchk))
1549                 break;
1550             }
1551           size += nsize;
1552         }
1553       else if (nbit + nsize == bit)
1554         {
1555           if ((nbit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1556             {
1557               if ((bit & alchk)
1558                   || GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f)) <= align)
1559                 break;
1560
1561               align = GET_MODE_BITSIZE (DECL_MODE (f));
1562               alchk = align - 1;
1563               alchk = ~alchk;
1564
1565               if ((nbit & alchk) != ((bit + size - 1) & alchk))
1566                 break;
1567             }
1568           bit = nbit;
1569           size += nsize;
1570         }
1571       else
1572         break;
1573     }
1574
1575   f = prev;
1576
1577   if (f == first)
1578     return f;
1579
1580   gcc_assert ((bit & alchk) == ((bit + size - 1) & alchk));
1581
1582   /* Try to widen the bit range so as to cover padding bits as well.  */
1583
1584   if ((bit & ~alchk) || size != align)
1585     {
1586       unsigned HOST_WIDE_INT mbit = bit & alchk;
1587       unsigned HOST_WIDE_INT msize = align;
1588
1589       for (f = TYPE_FIELDS (elt->type);
1590            f; f = TREE_CHAIN (f))
1591         {
1592           unsigned HOST_WIDE_INT fbit, fsize;
1593
1594           /* Skip the fields from first to prev.  */
1595           if (f == first)
1596             {
1597               f = prev;
1598               continue;
1599             }
1600
1601           if (!(TREE_CODE (f) == FIELD_DECL
1602                 && host_integerp (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1)
1603                 && host_integerp (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1)))
1604             continue;
1605
1606           fbit = tree_low_cst (DECL_FIELD_OFFSET (f), 1) * BITS_PER_UNIT
1607             + tree_low_cst (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f), 1);
1608
1609           /* If we're past the selected word, we're fine.  */
1610           if ((bit & alchk) < (fbit & alchk))
1611             continue;
1612
1613           if (host_integerp (DECL_SIZE (f), 1))
1614             fsize = tree_low_cst (DECL_SIZE (f), 1);
1615           else
1616             /* Assume a variable-sized field takes up all space till
1617                the end of the word.  ??? Endianness issues?  */
1618             fsize = align - (fbit & alchk);
1619
1620           if ((fbit & alchk) < (bit & alchk))
1621             {
1622               /* A large field might start at a previous word and
1623                  extend into the selected word.  Exclude those
1624                  bits.  ??? Endianness issues? */
1625               HOST_WIDE_INT diff = fbit + fsize - mbit;
1626
1627               if (diff <= 0)
1628                 continue;
1629
1630               mbit += diff;
1631               msize -= diff;
1632             }
1633           else
1634             {
1635               /* Non-overlapping, great.  */
1636               if (fbit + fsize <= mbit
1637                   || mbit + msize <= fbit)
1638                 continue;
1639
1640               if (fbit <= mbit)
1641                 {
1642                   unsigned HOST_WIDE_INT diff = fbit + fsize - mbit;
1643                   mbit += diff;
1644                   msize -= diff;
1645                 }
1646               else if (fbit > mbit)
1647                 msize -= (mbit + msize - fbit);
1648               else
1649                 gcc_unreachable ();
1650             }
1651         }
1652
1653       bit = mbit;
1654       size = msize;
1655     }
1656
1657   /* Now we know the bit range we're interested in.  Find the smallest
1658      machine mode we can use to access it.  */
1659
1660   for (mode = smallest_mode_for_size (size, MODE_INT);
1661        ;
1662        mode = GET_MODE_WIDER_MODE (mode))
1663     {
1664       gcc_assert (mode != VOIDmode);
1665
1666       alchk = GET_MODE_PRECISION (mode) - 1;
1667       alchk = ~alchk;
1668
1669       if ((bit & alchk) == ((bit + size - 1) & alchk))
1670         break;
1671     }
1672
1673   gcc_assert (~alchk < align);
1674
1675   /* Create the field group as a single variable.  */
1676
1677   /* We used to create a type for the mode above, but size turns
1678      to be out not of mode-size.  As we need a matching type
1679      to build a BIT_FIELD_REF, use a nonstandard integer type as
1680      fallback.  */
1681   type = lang_hooks.types.type_for_size (size, 1);
1682   if (!type || TYPE_PRECISION (type) != size)
1683     type = build_nonstandard_integer_type (size, 1);
1684   gcc_assert (type);
1685   var = build3 (BIT_FIELD_REF, type, NULL_TREE,
1686                 bitsize_int (size),
1687                 bitsize_int (bit));
1688
1689   block = instantiate_missing_elements_1 (elt, var, type);
1690   gcc_assert (block && block->is_scalar);
1691
1692   var = block->replacement;
1693
1694   if ((bit & ~alchk)
1695       || (HOST_WIDE_INT)size != tree_low_cst (DECL_SIZE (var), 1))
1696     {
1697       block->replacement = build3 (BIT_FIELD_REF,
1698                                    TREE_TYPE (block->element), var,
1699                                    bitsize_int (size),
1700                                    bitsize_int (bit & ~alchk));
1701     }
1702
1703   block->in_bitfld_block = 2;
1704
1705   /* Add the member fields to the group, such that they access
1706      portions of the group variable.  */
1707
1708   for (f = first; f != TREE_CHAIN (prev); f = TREE_CHAIN (f))
1709     {
1710       tree field_type = canon_type_for_field (f, elt->element);
1711       struct sra_elt *fld = lookup_element (block, f, field_type, INSERT);
1712
1713       gcc_assert (fld && fld->is_scalar && !fld->replacement);
1714
1715       fld->replacement = build3 (BIT_FIELD_REF, field_type, var,
1716                                  DECL_SIZE (f),
1717                                  bitsize_int
1718                                  ((TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (f))
1719                                    * BITS_PER_UNIT
1720                                    + (TREE_INT_CST_LOW
1721                                       (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f))))
1722                                   & ~alchk));
1723       fld->in_bitfld_block = 1;
1724     }
1725
1726   return prev;
1727 }
1728
1729 static void
1730 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1731 {
1732   tree type = elt->type;
1733
1734   switch (TREE_CODE (type))
1735     {
1736     case RECORD_TYPE:
1737       {
1738         tree f;
1739         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1740           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1741             {
1742               tree last = try_instantiate_multiple_fields (elt, f);
1743
1744               if (last != f)
1745                 {
1746                   f = last;
1747                   continue;
1748                 }
1749
1750               instantiate_missing_elements_1 (elt, f,
1751                                               canon_type_for_field
1752                                               (f, elt->element));
1753             }
1754         break;
1755       }
1756
1757     case ARRAY_TYPE:
1758       {
1759         tree i, max, subtype;
1760
1761         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1762         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1763         subtype = TREE_TYPE (type);
1764
1765         while (1)
1766           {
1767             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1768             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1769               break;
1770             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1771           }
1772
1773         break;
1774       }
1775
1776     case COMPLEX_TYPE:
1777       type = TREE_TYPE (type);
1778       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1779       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1780       break;
1781
1782     default:
1783       gcc_unreachable ();
1784     }
1785 }
1786
1787 /* Return true if there is only one non aggregate field in the record, TYPE.
1788    Return false otherwise.  */
1789
1790 static bool
1791 single_scalar_field_in_record_p (tree type)
1792 {
1793    int num_fields = 0;
1794    tree field;
1795    if (TREE_CODE (type) != RECORD_TYPE)
1796      return false;
1797
1798    for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = TREE_CHAIN (field))
1799      if (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL)
1800        {
1801          num_fields++;
1802
1803          if (num_fields == 2)
1804            return false;
1805          
1806          if (AGGREGATE_TYPE_P (TREE_TYPE (field)))
1807            return false;
1808        }
1809
1810    return true;
1811 }
1812
1813 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1814    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1815    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1816
1817 static bool
1818 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1819 {
1820   struct sra_elt *c;
1821   bool any_inst;
1822
1823   /* We shouldn't be invoked on groups of sub-elements as they must
1824      behave like their parent as far as block copy is concerned.  */
1825   gcc_assert (!elt->is_group);
1826
1827   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1828   if (elt->cannot_scalarize)
1829     {
1830       elt->use_block_copy = 1;
1831
1832       if (dump_file)
1833         {
1834           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1835           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1836           fputc ('\n', dump_file);
1837         }
1838
1839       /* Disable scalarization of sub-elements */
1840       for (c = elt->children; c; c = c->sibling)
1841         {
1842           c->cannot_scalarize = 1;
1843           decide_block_copy (c);
1844         }
1845
1846       /* Groups behave like their parent.  */
1847       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1848         {
1849           c->cannot_scalarize = 1;
1850           c->use_block_copy = 1;
1851         }
1852
1853       return false;
1854     }
1855
1856   /* Don't decide if we've no uses and no groups.  */
1857   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0 && elt->groups == NULL)
1858     ;
1859
1860   else if (!elt->is_scalar)
1861     {
1862       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1863       bool use_block_copy = true;
1864
1865       /* Tradeoffs for COMPLEX types pretty much always make it better
1866          to go ahead and split the components.  */
1867       if (TREE_CODE (elt->type) == COMPLEX_TYPE)
1868         use_block_copy = false;
1869
1870       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1871          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1872          copies for variable sized structures.  */
1873       else if (host_integerp (size_tree, 1))
1874         {
1875           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1876           unsigned int max_size, max_count, inst_count, full_count;
1877
1878           /* If the sra-max-structure-size parameter is 0, then the
1879              user has not overridden the parameter and we can choose a
1880              sensible default.  */
1881           max_size = SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1882             ? SRA_MAX_STRUCTURE_SIZE
1883             : MOVE_RATIO * UNITS_PER_WORD;
1884           max_count = SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1885             ? SRA_MAX_STRUCTURE_COUNT
1886             : MOVE_RATIO;
1887
1888           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1889           full_count = count_type_elements (elt->type, false);
1890           inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1891
1892           /* If there is only one scalar field in the record, don't block copy.  */
1893           if (single_scalar_field_in_record_p (elt->type))
1894             use_block_copy = false;
1895
1896           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only
1897              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1898              If there are a large number of fields then the size of the copy
1899              is much more of a factor.  */
1900
1901           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1902              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1903           if (full_size <= max_size
1904               && (full_count - inst_count) <= max_count
1905               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1906             use_block_copy = false;
1907           else if (inst_count * 100 >= full_count * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO
1908                    && inst_size * 100 >= full_size * SRA_FIELD_STRUCTURE_RATIO)
1909             use_block_copy = false;
1910
1911           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1912              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1913           if (!use_block_copy
1914               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1915                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1916             use_block_copy = true;
1917         }
1918
1919       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1920
1921       /* Groups behave like their parent.  */
1922       for (c = elt->groups; c; c = c->sibling)
1923         c->use_block_copy = use_block_copy;
1924
1925       if (dump_file)
1926         {
1927           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1928                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1929           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1930           fputc ('\n', dump_file);
1931         }
1932
1933       if (!use_block_copy)
1934         {
1935           instantiate_missing_elements (elt);
1936           return true;
1937         }
1938     }
1939
1940   any_inst = elt->replacement != NULL;
1941
1942   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1943     any_inst |= decide_block_copy (c);
1944
1945   return any_inst;
1946 }
1947
1948 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1949
1950 static void
1951 decide_instantiations (void)
1952 {
1953   unsigned int i;
1954   bool cleared_any;
1955   bitmap_head done_head;
1956   bitmap_iterator bi;
1957
1958   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1959      so save up all the bits to clear until the end.  */
1960   bitmap_initialize (&done_head, &bitmap_default_obstack);
1961   cleared_any = false;
1962
1963   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i, bi)
1964     {
1965       tree var = referenced_var (i);
1966       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1967       if (elt)
1968         {
1969           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1970           if (!decide_block_copy (elt))
1971             elt = NULL;
1972         }
1973       if (!elt)
1974         {
1975           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1976           cleared_any = true;
1977         }
1978     }
1979
1980   if (cleared_any)
1981     {
1982       bitmap_and_compl_into (sra_candidates, &done_head);
1983       bitmap_and_compl_into (needs_copy_in, &done_head);
1984     }
1985   bitmap_clear (&done_head);
1986   
1987   mark_set_for_renaming (sra_candidates);
1988
1989   if (dump_file)
1990     fputc ('\n', dump_file);
1991 }
1992
1993 \f
1994 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
1995
1996 /* Mark all the variables in VDEF/VUSE operators for STMT for
1997    renaming. This becomes necessary when we modify all of a
1998    non-scalar.  */
1999
2000 static void
2001 mark_all_v_defs_1 (tree stmt)
2002 {
2003   tree sym;
2004   ssa_op_iter iter;
2005
2006   update_stmt_if_modified (stmt);
2007
2008   FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (sym, stmt, iter, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)
2009     {
2010       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
2011         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
2012       mark_sym_for_renaming (sym);
2013     }
2014 }
2015
2016
2017 /* Mark all the variables in virtual operands in all the statements in
2018    LIST for renaming.  */
2019
2020 static void
2021 mark_all_v_defs (tree list)
2022 {
2023   if (TREE_CODE (list) != STATEMENT_LIST)
2024     mark_all_v_defs_1 (list);
2025   else
2026     {
2027       tree_stmt_iterator i;
2028       for (i = tsi_start (list); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
2029         mark_all_v_defs_1 (tsi_stmt (i));
2030     }
2031 }
2032
2033
2034 /* Mark every replacement under ELT with TREE_NO_WARNING.  */
2035
2036 static void
2037 mark_no_warning (struct sra_elt *elt)
2038 {
2039   if (!elt->all_no_warning)
2040     {
2041       if (elt->replacement)
2042         TREE_NO_WARNING (elt->replacement) = 1;
2043       else
2044         {
2045           struct sra_elt *c;
2046           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2047             mark_no_warning (c);
2048         }
2049       elt->all_no_warning = true;
2050     }
2051 }
2052
2053 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
2054
2055 static tree
2056 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
2057 {
2058   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
2059     {
2060     case RECORD_TYPE:
2061       {
2062         tree field = elt->element;
2063
2064         /* We can't test elt->in_bitfld_blk here because, when this is
2065            called from instantiate_element, we haven't set this field
2066            yet.  */
2067         if (TREE_CODE (field) == BIT_FIELD_REF)
2068           {
2069             tree ret = unshare_expr (field);
2070             TREE_OPERAND (ret, 0) = base;
2071             return ret;
2072           }
2073
2074         /* Watch out for compatible records with differing field lists.  */
2075         if (DECL_FIELD_CONTEXT (field) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (base)))
2076           field = find_compatible_field (TREE_TYPE (base), field);
2077
2078         return build3 (COMPONENT_REF, elt->type, base, field, NULL);
2079       }
2080
2081     case ARRAY_TYPE:
2082       if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
2083         return build4 (ARRAY_RANGE_REF, elt->type, base,
2084                        TREE_OPERAND (elt->element, 0), NULL, NULL);
2085       else
2086         return build4 (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
2087
2088     case COMPLEX_TYPE:
2089       if (elt->element == integer_zero_node)
2090         return build1 (REALPART_EXPR, elt->type, base);
2091       else
2092         return build1 (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
2093
2094     default:
2095       gcc_unreachable ();
2096     }
2097 }
2098
2099 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
2100
2101 static tree
2102 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
2103 {
2104   if (elt->parent)
2105     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
2106   else
2107     return elt->element;
2108 }
2109
2110 /* Return true if BF is a bit-field that we can handle like a scalar.  */
2111
2112 static bool
2113 scalar_bitfield_p (tree bf)
2114 {
2115   return (TREE_CODE (bf) == BIT_FIELD_REF
2116           && (is_gimple_reg (TREE_OPERAND (bf, 0))
2117               || (TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (bf, 0))) != BLKmode
2118                   && (!TREE_SIDE_EFFECTS (TREE_OPERAND (bf, 0))
2119                       || (GET_MODE_BITSIZE (TYPE_MODE (TREE_TYPE
2120                                                        (TREE_OPERAND (bf, 0))))
2121                           <= BITS_PER_WORD)))));
2122 }
2123
2124 /* Create an assignment statement from SRC to DST.  */
2125
2126 static tree
2127 sra_build_assignment (tree dst, tree src)
2128 {
2129   /* Turning BIT_FIELD_REFs into bit operations enables other passes
2130      to do a much better job at optimizing the code.
2131      From dst = BIT_FIELD_REF <var, sz, off> we produce
2132
2133         SR.1 = (scalar type) var;
2134         SR.2 = SR.1 >> off;
2135         SR.3 = SR.2 & ((1 << sz) - 1);
2136         ... possible sign extension of SR.3 ...
2137         dst = (destination type) SR.3;
2138    */
2139   if (scalar_bitfield_p (src))
2140     {
2141       tree var, shift, width;
2142       tree utype, stype, stmp, utmp, dtmp;
2143       tree list, stmt;
2144       bool unsignedp = (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src))
2145                         ? TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)) : true);
2146
2147       var = TREE_OPERAND (src, 0);
2148       width = TREE_OPERAND (src, 1);
2149       /* The offset needs to be adjusted to a right shift quantity
2150          depending on the endianess.  */
2151       if (BYTES_BIG_ENDIAN)
2152         {
2153           tree tmp = size_binop (PLUS_EXPR, width, TREE_OPERAND (src, 2));
2154           shift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), tmp);
2155         }
2156       else
2157         shift = TREE_OPERAND (src, 2);
2158
2159       /* In weird cases we have non-integral types for the source or
2160          destination object.
2161          ???  For unknown reasons we also want an unsigned scalar type.  */
2162       stype = TREE_TYPE (var);
2163       if (!INTEGRAL_TYPE_P (stype))
2164         stype = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW
2165                                                 (TYPE_SIZE (stype)), 1);
2166       else if (!TYPE_UNSIGNED (stype))
2167         stype = unsigned_type_for (stype);
2168
2169       utype = TREE_TYPE (dst);
2170       if (!INTEGRAL_TYPE_P (utype))
2171         utype = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW
2172                                                 (TYPE_SIZE (utype)), 1);
2173       else if (!TYPE_UNSIGNED (utype))
2174         utype = unsigned_type_for (utype);
2175
2176       list = NULL;
2177       stmp = make_rename_temp (stype, "SR");
2178
2179       /* Convert the base var of the BIT_FIELD_REF to the scalar type
2180          we use for computation if we cannot use it directly.  */
2181       if (!useless_type_conversion_p (stype, TREE_TYPE (var)))
2182         {
2183           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2184             stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2185                                              fold_convert (stype, var));
2186           else
2187             stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2188                                              fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2189                                                           stype, var));
2190           append_to_statement_list (stmt, &list);
2191           var = stmp;
2192         }
2193
2194       if (!integer_zerop (shift))
2195         {
2196           stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2197                                            fold_build2 (RSHIFT_EXPR, stype,
2198                                                         var, shift));
2199           append_to_statement_list (stmt, &list);
2200           var = stmp;
2201         }
2202
2203       /* If we need a masking operation, produce one.  */
2204       if (TREE_INT_CST_LOW (width) == TYPE_PRECISION (stype))
2205         unsignedp = true;
2206       else
2207         {
2208           tree one = build_int_cst_wide (stype, 1, 0);
2209           tree mask = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, one, width, 0);
2210           mask = int_const_binop (MINUS_EXPR, mask, one, 0);
2211
2212           stmt = build_gimple_modify_stmt (stmp,
2213                                            fold_build2 (BIT_AND_EXPR, stype,
2214                                                         var, mask));
2215           append_to_statement_list (stmt, &list);
2216           var = stmp;
2217         }
2218
2219       /* After shifting and masking, convert to the target type.  */
2220       utmp = stmp;
2221       if (!useless_type_conversion_p (utype, stype))
2222         {
2223           utmp = make_rename_temp (utype, "SR");
2224
2225           stmt = build_gimple_modify_stmt (utmp, fold_convert (utype, var));
2226           append_to_statement_list (stmt, &list);
2227
2228           var = utmp;
2229         }
2230
2231       /* Perform sign extension, if required.
2232          ???  This should never be necessary.  */
2233       if (!unsignedp)
2234         {
2235           tree signbit = int_const_binop (LSHIFT_EXPR,
2236                                           build_int_cst_wide (utype, 1, 0),
2237                                           size_binop (MINUS_EXPR, width,
2238                                                       bitsize_int (1)), 0);
2239
2240           stmt = build_gimple_modify_stmt (utmp,
2241                                            fold_build2 (BIT_XOR_EXPR, utype,
2242                                                         var, signbit));
2243           append_to_statement_list (stmt, &list);
2244
2245           stmt = build_gimple_modify_stmt (utmp,
2246                                            fold_build2 (MINUS_EXPR, utype,
2247                                                         utmp, signbit));
2248           append_to_statement_list (stmt, &list);
2249
2250           var = utmp;
2251         }
2252
2253       /* Finally, move and convert to the destination.  */
2254       if (!useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dst), TREE_TYPE (var)))
2255         {
2256           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (dst)))
2257             var = fold_convert (TREE_TYPE (dst), var);
2258           else
2259             var = fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR, TREE_TYPE (dst), var);
2260
2261           /* If the destination is not a register the conversion needs
2262              to be a separate statement.  */
2263           if (!is_gimple_reg (dst))
2264             {
2265               dtmp = make_rename_temp (TREE_TYPE (dst), "SR");
2266               stmt = build_gimple_modify_stmt (dtmp, var);
2267               append_to_statement_list (stmt, &list);
2268               var = dtmp;
2269             }
2270         }
2271       stmt = build_gimple_modify_stmt (dst, var);
2272       append_to_statement_list (stmt, &list);
2273
2274       return list;
2275     }
2276
2277   /* It was hoped that we could perform some type sanity checking
2278      here, but since front-ends can emit accesses of fields in types
2279      different from their nominal types and copy structures containing
2280      them as a whole, we'd have to handle such differences here.
2281      Since such accesses under different types require compatibility
2282      anyway, there's little point in making tests and/or adding
2283      conversions to ensure the types of src and dst are the same.
2284      So we just assume type differences at this point are ok.
2285      The only exception we make here are pointer types, which can be different
2286      in e.g. structurally equal, but non-identical RECORD_TYPEs.  */
2287   if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (dst))
2288       && !useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dst), TREE_TYPE (src)))
2289     src = fold_convert (TREE_TYPE (dst), src);
2290
2291   return build_gimple_modify_stmt (dst, src);
2292 }
2293
2294 /* BIT_FIELD_REFs must not be shared.  sra_build_elt_assignment()
2295    takes care of assignments, but we must create copies for uses.  */
2296 #define REPLDUP(t) (TREE_CODE (t) != BIT_FIELD_REF ? (t) : unshare_expr (t))
2297
2298 /* Emit an assignment from SRC to DST, but if DST is a scalarizable
2299    BIT_FIELD_REF, turn it into bit operations.  */
2300
2301 static tree
2302 sra_build_bf_assignment (tree dst, tree src)
2303 {
2304   tree var, type, utype, tmp, tmp2, tmp3;
2305   tree list, stmt;
2306   tree cst, cst2, mask;
2307   tree minshift, maxshift;
2308
2309   if (TREE_CODE (dst) != BIT_FIELD_REF)
2310     return sra_build_assignment (dst, src);
2311
2312   var = TREE_OPERAND (dst, 0);
2313
2314   if (!scalar_bitfield_p (dst))
2315     return sra_build_assignment (REPLDUP (dst), src);
2316
2317   list = NULL;
2318
2319   cst = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (dst, 2));
2320   cst2 = size_binop (PLUS_EXPR,
2321                      fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (dst, 1)),
2322                      cst);
2323
2324   if (BYTES_BIG_ENDIAN)
2325     {
2326       maxshift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), cst);
2327       minshift = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var)), cst2);
2328     }
2329   else
2330     {
2331       maxshift = cst2;
2332       minshift = cst;
2333     }
2334
2335   type = TREE_TYPE (var);
2336   if (!INTEGRAL_TYPE_P (type))
2337     type = lang_hooks.types.type_for_size
2338       (TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var))), 1);
2339   if (TYPE_UNSIGNED (type))
2340     utype = type;
2341   else
2342     utype = unsigned_type_for (type);
2343
2344   mask = build_int_cst_wide (utype, 1, 0);
2345   if (TREE_INT_CST_LOW (maxshift) == TYPE_PRECISION (utype))
2346     cst = build_int_cst_wide (utype, 0, 0);
2347   else
2348     cst = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, mask, maxshift, true);
2349   if (integer_zerop (minshift))
2350     cst2 = mask;
2351   else
2352     cst2 = int_const_binop (LSHIFT_EXPR, mask, minshift, true);
2353   mask = int_const_binop (MINUS_EXPR, cst, cst2, true);
2354   mask = fold_build1 (BIT_NOT_EXPR, utype, mask);
2355
2356   if (TYPE_MAIN_VARIANT (utype) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
2357       && !integer_zerop (mask))
2358     {
2359       tmp = var;
2360       if (!is_gimple_variable (tmp))
2361         tmp = unshare_expr (var);
2362
2363       tmp2 = make_rename_temp (utype, "SR");
2364
2365       if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (var)))
2366         stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp2, fold_convert (utype, tmp));
2367       else
2368         stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp2, fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2369                                                             utype, tmp));
2370       append_to_statement_list (stmt, &list);
2371     }
2372   else
2373     tmp2 = var;
2374
2375   if (!integer_zerop (mask))
2376     {
2377       tmp = make_rename_temp (utype, "SR");
2378       stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp,
2379                                        fold_build2 (BIT_AND_EXPR, utype,
2380                                                     tmp2, mask));
2381       append_to_statement_list (stmt, &list);
2382     }
2383   else
2384     tmp = mask;
2385
2386   if (is_gimple_reg (src) && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2387     tmp2 = src;
2388   else if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src)))
2389     {
2390       tmp2 = make_rename_temp (TREE_TYPE (src), "SR");
2391       stmt = sra_build_assignment (tmp2, src);
2392       append_to_statement_list (stmt, &list);
2393     }
2394   else
2395     {
2396       tmp2 = make_rename_temp
2397         (lang_hooks.types.type_for_size
2398          (TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))),
2399           1), "SR");
2400       stmt = sra_build_assignment (tmp2, fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2401                                                       TREE_TYPE (tmp2), src));
2402       append_to_statement_list (stmt, &list);
2403     }
2404
2405   if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (tmp2)))
2406     {
2407       tree ut = unsigned_type_for (TREE_TYPE (tmp2));
2408       tmp3 = make_rename_temp (ut, "SR");
2409       tmp2 = fold_convert (ut, tmp2);
2410       stmt = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2411       append_to_statement_list (stmt, &list);
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           stmt = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2422           append_to_statement_list (stmt, &list);
2423         }
2424
2425       tmp2 = tmp3;
2426     }
2427
2428   if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (tmp2)) != TYPE_MAIN_VARIANT (utype))
2429     {
2430       tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2431       tmp2 = fold_convert (utype, tmp2);
2432       stmt = sra_build_assignment (tmp3, tmp2);
2433       append_to_statement_list (stmt, &list);
2434       tmp2 = tmp3;
2435     }
2436
2437   if (!integer_zerop (minshift))
2438     {
2439       tmp3 = make_rename_temp (utype, "SR");
2440       stmt = build_gimple_modify_stmt (tmp3,
2441                                        fold_build2 (LSHIFT_EXPR, utype,
2442                                                     tmp2, minshift));
2443       append_to_statement_list (stmt, &list);
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 = build_gimple_modify_stmt (tmp3,
2452                                    fold_build2 (BIT_IOR_EXPR, utype,
2453                                                 tmp, tmp2));
2454   append_to_statement_list (stmt, &list);
2455
2456   if (tmp3 != var)
2457     {
2458       if (TREE_TYPE (var) == type)
2459         stmt = build_gimple_modify_stmt (var,
2460                                          fold_convert (type, tmp3));
2461       else
2462         stmt = build_gimple_modify_stmt (var,
2463                                          fold_build1 (VIEW_CONVERT_EXPR,
2464                                                       TREE_TYPE (var), tmp3));
2465       append_to_statement_list (stmt, &list);
2466     }
2467
2468   return list;
2469 }
2470
2471 /* Expand an assignment of SRC to the scalarized representation of
2472    ELT.  If it is a field group, try to widen the assignment to cover
2473    the full variable.  */
2474
2475 static tree
2476 sra_build_elt_assignment (struct sra_elt *elt, tree src)
2477 {
2478   tree dst = elt->replacement;
2479   tree var, tmp, cst, cst2, list, stmt;
2480
2481   if (TREE_CODE (dst) != BIT_FIELD_REF
2482       || !elt->in_bitfld_block)
2483     return sra_build_assignment (REPLDUP (dst), src);
2484
2485   var = TREE_OPERAND (dst, 0);
2486
2487   /* Try to widen the assignment to the entire variable.
2488      We need the source to be a BIT_FIELD_REF as well, such that, for
2489      BIT_FIELD_REF<d,sz,dp> = BIT_FIELD_REF<s,sz,sp>,
2490      by design, conditions are met such that we can turn it into
2491      d = BIT_FIELD_REF<s,dw,sp-dp>.  */
2492   if (elt->in_bitfld_block == 2
2493       && TREE_CODE (src) == BIT_FIELD_REF)
2494     {
2495       tmp = src;
2496       cst = TYPE_SIZE (TREE_TYPE (var));
2497       cst2 = size_binop (MINUS_EXPR, TREE_OPERAND (src, 2),
2498                          TREE_OPERAND (dst, 2));
2499
2500       src = TREE_OPERAND (src, 0);
2501
2502       /* Avoid full-width bit-fields.  */
2503       if (integer_zerop (cst2)
2504           && tree_int_cst_equal (cst, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (src))))
2505         {
2506           if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (src))
2507               && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (src)))
2508             src = fold_convert (unsigned_type_for (TREE_TYPE (src)), src);
2509
2510           /* If a single conversion won't do, we'll need a statement
2511              list.  */
2512           if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (var))
2513               != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (src)))
2514             {
2515               list = 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 = build_gimple_modify_stmt (tmp, src);
2527               append_to_statement_list (stmt, &list);
2528
2529               stmt = sra_build_assignment (var,
2530                                            fold_convert (TREE_TYPE (var),
2531                                                          tmp));
2532               append_to_statement_list (stmt, &list);
2533
2534               return list;
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                      tree *list_p)
2558 {
2559   struct sra_elt *c;
2560   tree t;
2561
2562   if (!copy_out && TREE_CODE (expr) == SSA_NAME
2563       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == COMPLEX_TYPE)
2564     {
2565       tree r, i;
2566
2567       c = lookup_element (elt, integer_zero_node, NULL, NO_INSERT);
2568       r = c->replacement;
2569       c = lookup_element (elt, integer_one_node, NULL, NO_INSERT);
2570       i = c->replacement;
2571
2572       t = build2 (COMPLEX_EXPR, elt->type, r, i);
2573       t = sra_build_bf_assignment (expr, t);
2574       SSA_NAME_DEF_STMT (expr) = t;
2575       append_to_statement_list (t, list_p);
2576     }
2577   else if (elt->replacement)
2578     {
2579       if (copy_out)
2580         t = sra_build_elt_assignment (elt, expr);
2581       else
2582         t = sra_build_bf_assignment (expr, REPLDUP (elt->replacement));
2583       append_to_statement_list (t, list_p);
2584     }
2585   else
2586     {
2587       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2588         {
2589           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
2590           generate_copy_inout (c, copy_out, t, list_p);
2591         }
2592     }
2593 }
2594
2595 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
2596    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
2597    correspondence of instantiated elements.  */
2598
2599 static void
2600 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, tree *list_p)
2601 {
2602   struct sra_elt *dc, *sc;
2603
2604   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dc, dst)
2605     {
2606       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
2607       if (!sc && dc->in_bitfld_block == 2)
2608         {
2609           struct sra_elt *dcs;
2610
2611           FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (dcs, dc)
2612             {
2613               sc = lookup_element (src, dcs->element, NULL, NO_INSERT);
2614               gcc_assert (sc);
2615               generate_element_copy (dcs, sc, list_p);
2616             }
2617
2618           continue;
2619         }
2620
2621       /* If DST and SRC are structs with the same elements, but do not have
2622          the same TYPE_MAIN_VARIANT, then lookup of DST FIELD_DECL in SRC
2623          will fail.  Try harder by finding the corresponding FIELD_DECL
2624          in SRC.  */
2625       if (!sc)
2626         {
2627           tree f;
2628
2629           gcc_assert (useless_type_conversion_p (dst->type, src->type));
2630           gcc_assert (TREE_CODE (dc->element) == FIELD_DECL);
2631           for (f = TYPE_FIELDS (src->type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
2632             if (simple_cst_equal (DECL_FIELD_OFFSET (f),
2633                                   DECL_FIELD_OFFSET (dc->element)) > 0
2634                 && simple_cst_equal (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (f),
2635                                      DECL_FIELD_BIT_OFFSET (dc->element)) > 0
2636                 && simple_cst_equal (DECL_SIZE (f),
2637                                      DECL_SIZE (dc->element)) > 0
2638                 && (useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (dc->element),
2639                                                TREE_TYPE (f))
2640                     || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (dc->element))
2641                         && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (f)))))
2642               break;
2643           gcc_assert (f != NULL_TREE);
2644           sc = lookup_element (src, f, NULL, NO_INSERT);
2645         }
2646
2647       generate_element_copy (dc, sc, list_p);
2648     }
2649
2650   if (dst->replacement)
2651     {
2652       tree t;
2653
2654       gcc_assert (src->replacement);
2655
2656       t = sra_build_elt_assignment (dst, REPLDUP (src->replacement));
2657       append_to_statement_list (t, list_p);
2658     }
2659 }
2660
2661 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
2662    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
2663    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
2664    with generate_element_init.  */
2665
2666 static void
2667 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, tree *list_p)
2668 {
2669   struct sra_elt *c;
2670
2671   if (elt->visited)
2672     {
2673       elt->visited = false;
2674       return;
2675     }
2676
2677   if (!elt->in_bitfld_block)
2678     FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (c, elt)
2679       generate_element_zero (c, list_p);
2680
2681   if (elt->replacement)
2682     {
2683       tree t;
2684
2685       gcc_assert (elt->is_scalar);
2686       t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
2687
2688       t = sra_build_elt_assignment (elt, t);
2689       append_to_statement_list (t, list_p);
2690     }
2691 }
2692
2693 /* Generate an assignment VAR = INIT, where INIT may need gimplification.
2694    Add the result to *LIST_P.  */
2695
2696 static void
2697 generate_one_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
2698 {
2699   /* The replacement can be almost arbitrarily complex.  Gimplify.  */
2700   tree stmt = sra_build_elt_assignment (elt, init);
2701   gimplify_and_add (stmt, list_p);
2702 }
2703
2704 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
2705    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
2706    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
2707    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
2708    handle.  */
2709
2710 static bool
2711 generate_element_init_1 (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
2712 {
2713   bool result = true;
2714   enum tree_code init_code;
2715   struct sra_elt *sub;
2716   tree t;
2717   unsigned HOST_WIDE_INT idx;
2718   tree value, purpose;
2719
2720   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
2721      conversion, which we strip off here.  */
2722   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
2723   init_code = TREE_CODE (init);
2724
2725   if (elt->is_scalar)
2726     {
2727       if (elt->replacement)
2728         {
2729           generate_one_element_init (elt, init, list_p);
2730           elt->visited = true;
2731         }
2732       return result;
2733     }
2734
2735   switch (init_code)
2736     {
2737     case COMPLEX_CST:
2738     case COMPLEX_EXPR:
2739       FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (sub, elt)
2740         {
2741           if (sub->element == integer_zero_node)
2742             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
2743                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
2744           else
2745             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
2746                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
2747           result &= generate_element_init_1 (sub, t, list_p);
2748         }
2749       break;
2750
2751     case CONSTRUCTOR:
2752       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (init), idx, purpose, value)
2753         {
2754           if (TREE_CODE (purpose) == RANGE_EXPR)
2755             {
2756               tree lower = TREE_OPERAND (purpose, 0);
2757               tree upper = TREE_OPERAND (purpose, 1);
2758
2759               while (1)
2760                 {
2761                   sub = lookup_element (elt, lower, NULL, NO_INSERT);
2762                   if (sub != NULL)
2763                     result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
2764                   if (tree_int_cst_equal (lower, upper))
2765                     break;
2766                   lower = int_const_binop (PLUS_EXPR, lower,
2767                                            integer_one_node, true);
2768                 }
2769             }
2770           else
2771             {
2772               sub = lookup_element (elt, purpose, NULL, NO_INSERT);
2773               if (sub != NULL)
2774                 result &= generate_element_init_1 (sub, value, list_p);
2775             }
2776         }
2777       break;
2778
2779     default:
2780       elt->visited = true;
2781       result = false;
2782     }
2783
2784   return result;
2785 }
2786
2787 /* A wrapper function for generate_element_init_1 that handles cleanup after
2788    gimplification.  */
2789
2790 static bool
2791 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
2792 {
2793   bool ret;
2794
2795   push_gimplify_context ();
2796   ret = generate_element_init_1 (elt, init, list_p);
2797   pop_gimplify_context (NULL);
2798
2799   /* The replacement can expose previously unreferenced variables.  */
2800   if (ret && *list_p)
2801     {
2802       tree_stmt_iterator i;
2803
2804       for (i = tsi_start (*list_p); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
2805         find_new_referenced_vars (tsi_stmt_ptr (i));
2806     }
2807
2808   return ret;
2809 }
2810
2811 /* Insert STMT on all the outgoing edges out of BB.  Note that if BB
2812    has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.  Also,
2813    abnormal edges will be ignored.  */
2814
2815 void
2816 insert_edge_copies (tree stmt, basic_block bb)
2817 {
2818   edge e;
2819   edge_iterator ei;
2820   bool first_copy;
2821
2822   first_copy = true;
2823   FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2824     {
2825       /* We don't need to insert copies on abnormal edges.  The
2826          value of the scalar replacement is not guaranteed to
2827          be valid through an abnormal edge.  */
2828       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
2829         {
2830           if (first_copy)
2831             {
2832               bsi_insert_on_edge (e, stmt);
2833               first_copy = false;
2834             }
2835           else
2836             bsi_insert_on_edge (e, unsave_expr_now (stmt));
2837         }
2838     }
2839 }
2840
2841 /* Helper function to insert LIST before BSI, and set up line number info.  */
2842
2843 void
2844 sra_insert_before (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
2845 {
2846   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
2847
2848   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
2849     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
2850   bsi_insert_before (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
2851 }
2852
2853 /* Similarly, but insert after BSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
2854
2855 void
2856 sra_insert_after (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
2857 {
2858   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
2859
2860   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
2861     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
2862
2863   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
2864     insert_edge_copies (list, bsi->bb);
2865   else
2866     bsi_insert_after (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
2867 }
2868
2869 /* Similarly, but replace the statement at BSI.  */
2870
2871 static void
2872 sra_replace (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
2873 {
2874   sra_insert_before (bsi, list);
2875   bsi_remove (bsi, false);
2876   if (bsi_end_p (*bsi))
2877     *bsi = bsi_last (bsi->bb);
2878   else
2879     bsi_prev (bsi);
2880 }
2881
2882 /* Data structure that bitfield_overlaps_p fills in with information
2883    about the element passed in and how much of it overlaps with the
2884    bit-range passed it to.  */
2885
2886 struct bitfield_overlap_info
2887 {
2888   /* The bit-length of an element.  */
2889   tree field_len;
2890
2891   /* The bit-position of the element in its parent.  */
2892   tree field_pos;
2893
2894   /* The number of bits of the element that overlap with the incoming
2895      bit range.  */
2896   tree overlap_len;
2897
2898   /* The first bit of the element that overlaps with the incoming bit
2899      range.  */
2900   tree overlap_pos;
2901 };
2902
2903 /* Return true if a BIT_FIELD_REF<(FLD->parent), BLEN, BPOS>
2904    expression (referenced as BF below) accesses any of the bits in FLD,
2905    false if it doesn't.  If DATA is non-null, its field_len and
2906    field_pos are filled in such that BIT_FIELD_REF<(FLD->parent),
2907    field_len, field_pos> (referenced as BFLD below) represents the
2908    entire field FLD->element, and BIT_FIELD_REF<BFLD, overlap_len,
2909    overlap_pos> represents the portion of the entire field that
2910    overlaps with BF.  */
2911
2912 static bool
2913 bitfield_overlaps_p (tree blen, tree bpos, struct sra_elt *fld,
2914                      struct bitfield_overlap_info *data)
2915 {
2916   tree flen, fpos;
2917   bool ret;
2918
2919   if (TREE_CODE (fld->element) == FIELD_DECL)
2920     {
2921       flen = fold_convert (bitsizetype, DECL_SIZE (fld->element));
2922       fpos = fold_convert (bitsizetype, DECL_FIELD_OFFSET (fld->element));
2923       fpos = size_binop (MULT_EXPR, fpos, bitsize_int (BITS_PER_UNIT));
2924       fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, DECL_FIELD_BIT_OFFSET (fld->element));
2925     }
2926   else if (TREE_CODE (fld->element) == BIT_FIELD_REF)
2927     {
2928       flen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (fld->element, 1));
2929       fpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (fld->element, 2));
2930     }
2931   else if (TREE_CODE (fld->element) == INTEGER_CST)
2932     {
2933       flen = fold_convert (bitsizetype, TYPE_SIZE (fld->type));
2934       fpos = fold_convert (bitsizetype, fld->element);
2935       fpos = size_binop (MULT_EXPR, flen, fpos);
2936     }
2937   else
2938     gcc_unreachable ();
2939
2940   gcc_assert (host_integerp (blen, 1)
2941               && host_integerp (bpos, 1)
2942               && host_integerp (flen, 1)
2943               && host_integerp (fpos, 1));
2944
2945   ret = ((!tree_int_cst_lt (fpos, bpos)
2946           && tree_int_cst_lt (size_binop (MINUS_EXPR, fpos, bpos),
2947                               blen))
2948          || (!tree_int_cst_lt (bpos, fpos)
2949              && tree_int_cst_lt (size_binop (MINUS_EXPR, bpos, fpos),
2950                                  flen)));
2951
2952   if (!ret)
2953     return ret;
2954
2955   if (data)
2956     {
2957       tree bend, fend;
2958
2959       data->field_len = flen;
2960       data->field_pos = fpos;
2961
2962       fend = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, flen);
2963       bend = size_binop (PLUS_EXPR, bpos, blen);
2964
2965       if (tree_int_cst_lt (bend, fend))
2966         data->overlap_len = size_binop (MINUS_EXPR, bend, fpos);
2967       else
2968         data->overlap_len = NULL;
2969
2970       if (tree_int_cst_lt (fpos, bpos))
2971         {
2972           data->overlap_pos = size_binop (MINUS_EXPR, bpos, fpos);
2973           data->overlap_len = size_binop (MINUS_EXPR,
2974                                           data->overlap_len
2975                                           ? data->overlap_len
2976                                           : data->field_len,
2977                                           data->overlap_pos);
2978         }
2979       else
2980         data->overlap_pos = NULL;
2981     }
2982
2983   return ret;
2984 }
2985
2986 /* Add to LISTP a sequence of statements that copies BLEN bits between
2987    VAR and the scalarized elements of ELT, starting a bit VPOS of VAR
2988    and at bit BPOS of ELT.  The direction of the copy is given by
2989    TO_VAR.  */
2990
2991 static void
2992 sra_explode_bitfield_assignment (tree var, tree vpos, bool to_var,
2993                                  tree *listp, tree blen, tree bpos,
2994                                  struct sra_elt *elt)
2995 {
2996   struct sra_elt *fld;
2997   struct bitfield_overlap_info flp;
2998
2999   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (fld, elt)
3000     {
3001       tree flen, fpos;
3002
3003       if (!bitfield_overlaps_p (blen, bpos, fld, &flp))
3004         continue;
3005
3006       flen = flp.overlap_len ? flp.overlap_len : flp.field_len;
3007       fpos = flp.overlap_pos ? flp.overlap_pos : bitsize_int (0);
3008
3009       if (fld->replacement)
3010         {
3011           tree infld, invar, st, type;
3012
3013           infld = fld->replacement;
3014
3015           type = TREE_TYPE (infld);
3016           if (TYPE_PRECISION (type) != TREE_INT_CST_LOW (flen))
3017             type = lang_hooks.types.type_for_size (TREE_INT_CST_LOW (flen), 1);
3018           else
3019             type = unsigned_type_for (type);
3020
3021           if (TREE_CODE (infld) == BIT_FIELD_REF)
3022             {
3023               fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos, TREE_OPERAND (infld, 2));
3024               infld = TREE_OPERAND (infld, 0);
3025             }
3026           else if (BYTES_BIG_ENDIAN && DECL_P (fld->element)
3027                    && !tree_int_cst_equal (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (infld)),
3028                                            DECL_SIZE (fld->element)))
3029             {
3030               fpos = size_binop (PLUS_EXPR, fpos,
3031                                  TYPE_SIZE (TREE_TYPE (infld)));
3032               fpos = size_binop (MINUS_EXPR, fpos,
3033                                  DECL_SIZE (fld->element));
3034             }
3035
3036           infld = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, type, infld, flen, fpos);
3037
3038           invar = size_binop (MINUS_EXPR, flp.field_pos, bpos);
3039           if (flp.overlap_pos)
3040             invar = size_binop (PLUS_EXPR, invar, flp.overlap_pos);
3041           invar = size_binop (PLUS_EXPR, invar, vpos);
3042
3043           invar = fold_build3 (BIT_FIELD_REF, type, var, flen, invar);
3044
3045           if (to_var)
3046             st = sra_build_bf_assignment (invar, infld);
3047           else
3048             st = sra_build_bf_assignment (infld, invar);
3049
3050           append_to_statement_list (st, listp);
3051         }
3052       else
3053         {
3054           tree sub = size_binop (MINUS_EXPR, flp.field_pos, bpos);
3055           sub = size_binop (PLUS_EXPR, vpos, sub);
3056           if (flp.overlap_pos)
3057             sub = size_binop (PLUS_EXPR, sub, flp.overlap_pos);
3058
3059           sra_explode_bitfield_assignment (var, sub, to_var, listp,
3060                                            flen, fpos, fld);
3061         }
3062     }
3063 }
3064
3065 /* Add to LISTBEFOREP statements that copy scalarized members of ELT
3066    that overlap with BIT_FIELD_REF<(ELT->element), BLEN, BPOS> back
3067    into the full variable, and to LISTAFTERP, if non-NULL, statements
3068    that copy the (presumably modified) overlapping portions of the
3069    full variable back to the scalarized variables.  */
3070
3071 static void
3072 sra_sync_for_bitfield_assignment (tree *listbeforep, tree *listafterp,
3073                                   tree blen, tree bpos,
3074                                   struct sra_elt *elt)
3075 {
3076   struct sra_elt *fld;
3077   struct bitfield_overlap_info flp;
3078
3079   FOR_EACH_ACTUAL_CHILD (fld, elt)
3080     if (bitfield_overlaps_p (blen, bpos, fld, &flp))
3081       {
3082         if (fld->replacement || (!flp.overlap_len && !flp.overlap_pos))
3083           {
3084             generate_copy_inout (fld, false, generate_element_ref (fld),
3085                                  listbeforep);
3086             mark_no_warning (fld);
3087             if (listafterp)
3088               generate_copy_inout (fld, true, generate_element_ref (fld),
3089                                    listafterp);
3090           }
3091         else
3092           {
3093             tree flen = flp.overlap_len ? flp.overlap_len : flp.field_len;
3094             tree fpos = flp.overlap_pos ? flp.overlap_pos : bitsize_int (0);
3095
3096             sra_sync_for_bitfield_assignment (listbeforep, listafterp,
3097                                               flen, fpos, fld);
3098           }
3099       }
3100 }
3101
3102 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
3103    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
3104    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
3105
3106 static void
3107 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi,
3108                bool is_output, bool use_all)
3109 {
3110   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
3111   tree bfexpr;
3112
3113   if (elt->replacement)
3114     {
3115       tree replacement = elt->replacement;
3116
3117       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
3118          simple as modifying the existing statement in place.  */
3119       if (is_output
3120           && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF
3121           && is_gimple_reg (TREE_OPERAND (elt->replacement, 0))
3122           && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3123           && &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) == expr_p)
3124         {
3125           tree newstmt = sra_build_elt_assignment
3126             (elt, GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1));
3127           if (TREE_CODE (newstmt) != STATEMENT_LIST)
3128             {
3129               tree list = NULL;
3130               append_to_statement_list (newstmt, &list);
3131               newstmt = list;
3132             }
3133           sra_replace (bsi, newstmt);
3134           return;
3135         }
3136       else if (!is_output
3137                && TREE_CODE (elt->replacement) == BIT_FIELD_REF
3138                && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3139                && &GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) == expr_p)
3140         {
3141           tree tmp = make_rename_temp
3142             (TREE_TYPE (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0)), "SR");
3143           tree newstmt = sra_build_assignment (tmp, REPLDUP (elt->replacement));
3144
3145           if (TREE_CODE (newstmt) != STATEMENT_LIST)
3146             {
3147               tree list = NULL;
3148               append_to_statement_list (newstmt, &list);
3149               newstmt = list;
3150             }
3151           sra_insert_before (bsi, newstmt);
3152           replacement = tmp;
3153         }
3154       if (is_output)
3155           mark_all_v_defs (stmt);
3156       *expr_p = REPLDUP (replacement);
3157       update_stmt (stmt);
3158     }
3159   else if (use_all && is_output
3160            && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3161            && TREE_CODE (bfexpr
3162                          = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0)) == BIT_FIELD_REF
3163            && &TREE_OPERAND (bfexpr, 0) == expr_p
3164            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (bfexpr))
3165            && TREE_CODE (TREE_TYPE (*expr_p)) == RECORD_TYPE)
3166     {
3167       tree listbefore = NULL, listafter = NULL;
3168       tree blen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 1));
3169       tree bpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 2));
3170       bool update = false;
3171
3172       if (!elt->use_block_copy)
3173         {
3174           tree type = TREE_TYPE (bfexpr);
3175           tree var = make_rename_temp (type, "SR"), tmp, st, vpos;
3176
3177           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = var;
3178           update = true;
3179
3180           if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3181             {
3182               type = unsigned_type_for (type);
3183               tmp = make_rename_temp (type, "SR");
3184               st = build_gimple_modify_stmt (tmp,
3185                                              fold_convert (type, var));
3186               append_to_statement_list (st, &listafter);
3187               var = tmp;
3188             }
3189
3190           /* If VAR is wider than BLEN bits, it is padded at the
3191              most-significant end.  We want to set VPOS such that
3192              <BIT_FIELD_REF VAR BLEN VPOS> would refer to the
3193              least-significant BLEN bits of VAR.  */
3194           if (BYTES_BIG_ENDIAN)
3195             vpos = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (type), blen);
3196           else
3197             vpos = bitsize_int (0);
3198           sra_explode_bitfield_assignment
3199             (var, vpos, false, &listafter, blen, bpos, elt);
3200         }
3201       else
3202         sra_sync_for_bitfield_assignment
3203           (&listbefore, &listafter, blen, bpos, elt);
3204
3205       if (listbefore)
3206         {
3207           mark_all_v_defs (listbefore);
3208           sra_insert_before (bsi, listbefore);
3209         }
3210       if (listafter)
3211         {
3212           mark_all_v_defs (listafter);
3213           sra_insert_after (bsi, listafter);
3214         }
3215
3216       if (update)
3217         update_stmt (stmt);
3218     }
3219   else if (use_all && !is_output
3220            && TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT
3221            && TREE_CODE (bfexpr
3222                          = GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1)) == BIT_FIELD_REF
3223            && &TREE_OPERAND (GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1), 0) == expr_p
3224            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (bfexpr))
3225            && TREE_CODE (TREE_TYPE (*expr_p)) == RECORD_TYPE)
3226     {
3227       tree list = NULL;
3228       tree blen = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 1));
3229       tree bpos = fold_convert (bitsizetype, TREE_OPERAND (bfexpr, 2));
3230       bool update = false;
3231
3232       if (!elt->use_block_copy)
3233         {
3234           tree type = TREE_TYPE (bfexpr);
3235           tree var, vpos;
3236
3237           if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3238             type = unsigned_type_for (type);
3239
3240           var = make_rename_temp (type, "SR");
3241
3242           append_to_statement_list (build_gimple_modify_stmt
3243                                     (var, build_int_cst_wide (type, 0, 0)),
3244                                     &list);
3245
3246           /* If VAR is wider than BLEN bits, it is padded at the
3247              most-significant end.  We want to set VPOS such that
3248              <BIT_FIELD_REF VAR BLEN VPOS> would refer to the
3249              least-significant BLEN bits of VAR.  */
3250           if (BYTES_BIG_ENDIAN)
3251             vpos = size_binop (MINUS_EXPR, TYPE_SIZE (type), blen);
3252           else
3253             vpos = bitsize_int (0);
3254           sra_explode_bitfield_assignment
3255             (var, vpos, true, &list, blen, bpos, elt);
3256
3257           GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = var;
3258           update = true;
3259         }
3260       else
3261         sra_sync_for_bitfield_assignment
3262           (&list, NULL, blen, bpos, elt);
3263
3264       if (list)
3265         {
3266           mark_all_v_defs (list);
3267           sra_insert_before (bsi, list);
3268         }
3269
3270       if (update)
3271         update_stmt (stmt);
3272     }
3273   else
3274     {
3275       tree list = NULL;
3276
3277       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we
3278          want to store all (modified) sub-elements back into the
3279          structure before the reference takes place.  If ELT is being
3280          written, then we want to load the changed values back into
3281          our shadow variables.  */
3282       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
3283          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
3284          for which the values were last read.  If that number matches the
3285          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
3286          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
3287          a structure is passed as more than one argument to a function call.
3288          This optimization would be most effective if sra_walk_function
3289          processed the blocks in dominator order.  */
3290
3291       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &list);
3292       if (list == NULL)
3293         return;
3294       mark_all_v_defs (list);
3295       if (is_output)
3296         sra_insert_after (bsi, list);
3297       else
3298         {
3299           sra_insert_before (bsi, list);
3300           if (use_all)
3301             mark_no_warning (elt);
3302         }
3303     }
3304 }
3305
3306 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
3307    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
3308
3309 static void
3310 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
3311                 block_stmt_iterator *bsi)
3312 {
3313   tree list, stmt;
3314
3315   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
3316     {
3317       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
3318       stmt = bsi_stmt (*bsi);
3319
3320       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
3321          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
3322       gcc_assert (TREE_CODE (stmt) == GIMPLE_MODIFY_STMT);
3323
3324       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 0) = lhs_elt->replacement;
3325       GIMPLE_STMT_OPERAND (stmt, 1) = REPLDUP (rhs_elt->replacement);
3326       update_stmt (stmt);
3327     }
3328   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
3329     {
3330       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
3331          to the original structure, leave the original assignment
3332          statement (which will perform the block copy), then load the
3333          LHS values out of its now-updated original structure.  */
3334       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
3335          would at least allow those elements that are instantiated in
3336          both structures to be optimized well.  */
3337
3338       list = NULL;
3339       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
3340                            generate_element_ref (rhs_elt), &list);
3341       if (list)
3342         {
3343           mark_all_v_defs (list);
3344           sra_insert_before (bsi, list);
3345         }
3346
3347       list = NULL;
3348       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
3349                            generate_element_ref (lhs_elt), &list);
3350       if (list)
3351         {
3352           mark_all_v_defs (list);
3353           sra_insert_after (bsi, list);
3354         }
3355     }
3356   else
3357     {
3358       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
3359          case perform pair-wise element assignments and replace the
3360          original block copy statement.  */
3361
3362       stmt = bsi_stmt (*bsi);
3363       mark_all_v_defs (stmt);
3364
3365       list = NULL;
3366       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &list);
3367       gcc_assert (list);
3368       mark_all_v_defs (list);
3369       sra_replace (bsi, list);
3370     }
3371 }
3372
3373 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
3374    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
3375    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
3376    CONSTRUCTOR.  */
3377
3378 static void
3379 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, block_stmt_iterator *bsi)
3380 {
3381   bool result = true;
3382   tree list = NULL, init_list = NULL;
3383
3384   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
3385   if (rhs)
3386     {
3387       /* Unshare the expression just in case this is from a decl's initial.  */
3388       rhs = unshare_expr (rhs);
3389       result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &init_list);
3390     }
3391
3392   /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
3393      a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
3394   generate_element_zero (lhs_elt, &list);
3395   append_to_statement_list (init_list, &list);
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       tree list0 = NULL;
3406       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
3407                            &list0);
3408       append_to_statement_list (list, &list0);
3409       list = list0;
3410     }
3411
3412   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
3413     {
3414       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
3415          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
3416          exposes constants to later optimizations.  */
3417       if (list)
3418         {
3419           mark_all_v_defs (list);
3420           sra_insert_after (bsi, list);
3421         }
3422     }
3423   else
3424     {
3425       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
3426          replaces the original structure assignment.  */
3427       gcc_assert (list);
3428       mark_all_v_defs (bsi_stmt (*bsi));
3429       mark_all_v_defs (list);
3430       sra_replace (bsi, list);
3431     }
3432 }
3433
3434 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
3435    on all INDIRECT_REFs.  */
3436
3437 static tree
3438 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
3439 {
3440   tree t = *tp;
3441
3442   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
3443     {
3444       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
3445       *walk_subtrees = 0;
3446     }
3447   else if (IS_TYPE_OR_DECL_P (t))
3448     *walk_subtrees = 0;
3449
3450   return NULL;
3451 }
3452
3453 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
3454    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
3455    if ELT is on the left-hand side.  */
3456
3457 static void
3458 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
3459                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output)
3460 {
3461   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
3462   gcc_assert (!elt->replacement);
3463
3464   if (elt->use_block_copy)
3465     {
3466       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
3467          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
3468       scalarize_use (elt, NULL, bsi, is_output, false);
3469     }
3470   else
3471     {
3472       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
3473          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
3474          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
3475
3476       tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
3477
3478       mark_all_v_defs (stmt);
3479       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &list);
3480       gcc_assert (list);
3481       mark_all_v_defs (list);
3482
3483       /* Preserve EH semantics.  */
3484       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
3485         {
3486           tree_stmt_iterator tsi;
3487           tree first, blist = NULL;
3488           bool thr = tree_could_throw_p (stmt);
3489
3490           /* If the last statement of this BB created an EH edge
3491              before scalarization, we have to locate the first
3492              statement that can throw in the new statement list and
3493              use that as the last statement of this BB, such that EH
3494              semantics is preserved.  All statements up to this one
3495              are added to the same BB.  All other statements in the
3496              list will be added to normal outgoing edges of the same
3497              BB.  If they access any memory, it's the same memory, so
3498              we can assume they won't throw.  */
3499           tsi = tsi_start (list);
3500           for (first = tsi_stmt (tsi);
3501                thr && !tsi_end_p (tsi) && !tree_could_throw_p (first);
3502                first = tsi_stmt (tsi))
3503             {
3504               tsi_delink (&tsi);
3505               append_to_statement_list (first, &blist);
3506             }
3507
3508           /* Extract the first remaining statement from LIST, this is
3509              the EH statement if there is one.  */
3510           tsi_delink (&tsi);
3511
3512           if (blist)
3513             sra_insert_before (bsi, blist);
3514
3515           /* Replace the old statement with this new representative.  */
3516           bsi_replace (bsi, first, true);
3517
3518           if (!tsi_end_p (tsi))
3519             {
3520               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
3521                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
3522                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
3523                  iterating over the remaining statements and set
3524                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
3525               do
3526                 {
3527                   walk_tree (tsi_stmt_ptr (tsi), mark_notrap, NULL, NULL);
3528                   tsi_next (&tsi);
3529                 }
3530               while (!tsi_end_p (tsi));
3531
3532               insert_edge_copies (list, bsi->bb);
3533             }
3534         }
3535       else
3536         sra_replace (bsi, list);
3537     }
3538 }
3539
3540 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
3541
3542 static void
3543 scalarize_parms (void)
3544 {
3545   tree list = NULL;
3546   unsigned i;
3547   bitmap_iterator bi;
3548
3549   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i, bi)
3550     {
3551       tree var = referenced_var (i);
3552       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
3553       generate_copy_inout (elt, true, var, &list);
3554     }
3555
3556   if (list)
3557     {
3558       insert_edge_copies (list, ENTRY_BLOCK_PTR);
3559       mark_all_v_defs (list);
3560     }
3561 }
3562
3563 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
3564
3565 static void
3566 scalarize_function (void)
3567 {
3568   static const struct sra_walk_fns fns = {
3569     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
3570   };
3571
3572   sra_walk_function (&fns);
3573   scalarize_parms ();
3574   bsi_commit_edge_inserts ();
3575 }
3576
3577 \f
3578 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
3579
3580 static void
3581 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
3582 {
3583   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
3584     {
3585       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
3586       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
3587     }
3588   else
3589     {
3590       if (elt->parent)
3591         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
3592       if (DECL_P (elt->element))
3593         {
3594           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
3595             fputc ('.', f);
3596           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
3597         }
3598       else if (TREE_CODE (elt->element) == BIT_FIELD_REF)
3599         fprintf (f, "$B" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "F" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
3600                  tree_low_cst (TREE_OPERAND (elt->element, 2), 1),
3601                  tree_low_cst (TREE_OPERAND (elt->element, 1), 1));
3602       else if (TREE_CODE (elt->element) == RANGE_EXPR)
3603         fprintf (f, "["HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC".."HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC"]",
3604                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 0)),
3605                  TREE_INT_CST_LOW (TREE_OPERAND (elt->element, 1)));
3606       else
3607         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
3608                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
3609     }
3610 }
3611
3612 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
3613
3614 void
3615 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
3616 {
3617   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
3618   fputc ('\n', stderr);
3619 }
3620
3621 void 
3622 sra_init_cache (void)
3623 {
3624   if (sra_type_decomp_cache) 
3625     return;
3626
3627   sra_type_decomp_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
3628   sra_type_inst_cache = BITMAP_ALLOC (NULL);
3629 }
3630
3631 /* Main entry point.  */
3632
3633 static unsigned int
3634 tree_sra (void)
3635 {
3636   /* Initialize local variables.  */
3637   todoflags = 0;
3638   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
3639   sra_candidates = BITMAP_ALLOC (NULL);
3640   needs_copy_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3641   sra_init_cache ();
3642   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
3643
3644   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
3645   if (find_candidates_for_sra ())
3646     {
3647       scan_function ();
3648       decide_instantiations ();
3649       scalarize_function ();
3650       if (!bitmap_empty_p (sra_candidates))
3651         todoflags |= TODO_rebuild_alias;
3652     }
3653
3654   /* Free allocated memory.  */
3655   htab_delete (sra_map);
3656   sra_map = NULL;
3657   BITMAP_FREE (sra_candidates);
3658   BITMAP_FREE (needs_copy_in);
3659   BITMAP_FREE (sra_type_decomp_cache);
3660   BITMAP_FREE (sra_type_inst_cache);
3661   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
3662   return todoflags;
3663 }
3664
3665 static unsigned int
3666 tree_sra_early (void)
3667 {
3668   unsigned int ret;
3669
3670   early_sra = true;
3671   ret = tree_sra ();
3672   early_sra = false;
3673
3674   return ret & ~TODO_rebuild_alias;
3675 }
3676
3677 static bool
3678 gate_sra (void)
3679 {
3680   return flag_tree_sra != 0;
3681 }
3682
3683 struct tree_opt_pass pass_sra_early =
3684 {
3685   "esra",                               /* name */
3686   gate_sra,                             /* gate */
3687   tree_sra_early,                       /* execute */
3688   NULL,                                 /* sub */
3689   NULL,                                 /* next */
3690   0,                                    /* static_pass_number */
3691   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
3692   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
3693   0,                                    /* properties_provided */
3694   0,                                    /* properties_destroyed */
3695   0,                                    /* todo_flags_start */
3696   TODO_dump_func
3697   | TODO_update_ssa
3698   | TODO_ggc_collect
3699   | TODO_verify_ssa,                    /* todo_flags_finish */
3700   0                                     /* letter */
3701 };
3702
3703 struct tree_opt_pass pass_sra =
3704 {
3705   "sra",                                /* name */
3706   gate_sra,                             /* gate */
3707   tree_sra,                             /* execute */
3708   NULL,                                 /* sub */
3709   NULL,                                 /* next */
3710   0,                                    /* static_pass_number */
3711   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
3712   PROP_cfg | PROP_ssa,                  /* properties_required */
3713   0,                                    /* properties_provided */
3714   0,                                    /* properties_destroyed */
3715   0,                                    /* todo_flags_start */
3716   TODO_dump_func
3717   | TODO_update_ssa
3718   | TODO_ggc_collect
3719   | TODO_verify_ssa,                    /* todo_flags_finish */
3720   0                                     /* letter */
3721 };