OSDN Git Service

* c-common.c (shorten_compare): Use force_fit_type directly.
[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 Free Software Foundation, Inc.
5    Contributed by Diego Novillo <dnovillo@redhat.com>
6
7 This file is part of GCC.
8    
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
10 under the terms of the GNU General Public License as published by the
11 Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
12 later version.
13    
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
15 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18    
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
21 Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
22 02111-1307, USA.  */
23
24 #include "config.h"
25 #include "system.h"
26 #include "coretypes.h"
27 #include "tm.h"
28 #include "errors.h"
29 #include "ggc.h"
30 #include "tree.h"
31
32 /* These RTL headers are needed for basic-block.h.  */
33 #include "rtl.h"
34 #include "tm_p.h"
35 #include "hard-reg-set.h"
36 #include "basic-block.h"
37 #include "diagnostic.h"
38 #include "langhooks.h"
39 #include "tree-inline.h"
40 #include "tree-flow.h"
41 #include "tree-gimple.h"
42 #include "tree-dump.h"
43 #include "tree-pass.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "flags.h"
46 #include "bitmap.h"
47 #include "obstack.h"
48 #include "target.h"
49 /* expr.h is needed for MOVE_RATIO.  */
50 #include "expr.h"
51
52
53 /* This object of this pass is to replace a non-addressable aggregate with a
54    set of independent variables.  Most of the time, all of these variables
55    will be scalars.  But a secondary objective is to break up larger 
56    aggregates into smaller aggregates.  In the process we may find that some
57    bits of the larger aggregate can be deleted as unreferenced.
58
59    This substitution is done globally.  More localized substitutions would
60    be the purvey of a load-store motion pass.
61
62    The optimization proceeds in phases:
63
64      (1) Identify variables that have types that are candidates for
65          decomposition.
66
67      (2) Scan the function looking for the ways these variables are used.
68          In particular we're interested in the number of times a variable
69          (or member) is needed as a complete unit, and the number of times
70          a variable (or member) is copied.
71
72      (3) Based on the usage profile, instantiate substitution variables.
73
74      (4) Scan the function making replacements.
75 */
76
77
78 /* The set of aggregate variables that are candidates for scalarization.  */
79 static bitmap sra_candidates;
80
81 /* Set of scalarizable PARM_DECLs that need copy-in operations at the
82    beginning of the function.  */
83 static bitmap needs_copy_in;
84
85 /* Sets of bit pairs that cache type decomposition and instantiation.  */
86 static bitmap sra_type_decomp_cache;
87 static bitmap sra_type_inst_cache;
88
89 /* One of these structures is created for each candidate aggregate
90    and each (accessed) member of such an aggregate.  */
91 struct sra_elt
92 {
93   /* A tree of the elements.  Used when we want to traverse everything.  */
94   struct sra_elt *parent;
95   struct sra_elt *children;
96   struct sra_elt *sibling;
97
98   /* If this element is a root, then this is the VAR_DECL.  If this is
99      a sub-element, this is some token used to identify the reference.
100      In the case of COMPONENT_REF, this is the FIELD_DECL.  In the case
101      of an ARRAY_REF, this is the (constant) index.  In the case of a
102      complex number, this is a zero or one.  */
103   tree element;
104
105   /* The type of the element.  */
106   tree type;
107
108   /* A VAR_DECL, for any sub-element we've decided to replace.  */
109   tree replacement;
110
111   /* The number of times the element is referenced as a whole.  I.e.
112      given "a.b.c", this would be incremented for C, but not for A or B.  */
113   unsigned int n_uses;
114
115   /* The number of times the element is copied to or from another
116      scalarizable element.  */
117   unsigned int n_copies;
118
119   /* True if TYPE is scalar.  */
120   bool is_scalar;
121
122   /* True if we saw something about this element that prevents scalarization,
123      such as non-constant indexing.  */
124   bool cannot_scalarize;
125
126   /* True if we've decided that structure-to-structure assignment
127      should happen via memcpy and not per-element.  */
128   bool use_block_copy;
129
130   /* A flag for use with/after random access traversals.  */
131   bool visited;
132 };
133
134 /* Random access to the child of a parent is performed by hashing.
135    This prevents quadratic behaviour, and allows SRA to function
136    reasonably on larger records.  */
137 static htab_t sra_map;
138
139 /* All structures are allocated out of the following obstack.  */
140 static struct obstack sra_obstack;
141
142 /* Debugging functions.  */
143 static void dump_sra_elt_name (FILE *, struct sra_elt *);
144 extern void debug_sra_elt_name (struct sra_elt *);
145
146 \f
147 /* Return true if DECL is an SRA candidate.  */
148
149 static bool
150 is_sra_candidate_decl (tree decl)
151 {
152   return DECL_P (decl) && bitmap_bit_p (sra_candidates, var_ann (decl)->uid);
153 }
154
155 /* Return true if TYPE is a scalar type.  */
156
157 static bool
158 is_sra_scalar_type (tree type)
159 {
160   enum tree_code code = TREE_CODE (type);
161   return (code == INTEGER_TYPE || code == REAL_TYPE || code == VECTOR_TYPE
162           || code == ENUMERAL_TYPE || code == BOOLEAN_TYPE
163           || code == CHAR_TYPE || code == POINTER_TYPE || code == OFFSET_TYPE
164           || code == REFERENCE_TYPE);
165 }
166
167 /* Return true if TYPE can be decomposed into a set of independent variables.
168
169    Note that this doesn't imply that all elements of TYPE can be
170    instantiated, just that if we decide to break up the type into
171    separate pieces that it can be done.  */
172
173 static bool
174 type_can_be_decomposed_p (tree type)
175 {
176   unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
177   tree t;
178
179   /* Avoid searching the same type twice.  */
180   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+0))
181     return true;
182   if (bitmap_bit_p (sra_type_decomp_cache, cache+1))
183     return false;
184
185   /* The type must have a definite non-zero size.  */
186   if (TYPE_SIZE (type) == NULL || integer_zerop (TYPE_SIZE (type)))
187     goto fail;
188
189   /* The type must be a non-union aggregate.  */
190   switch (TREE_CODE (type))
191     {
192     case RECORD_TYPE:
193       {
194         bool saw_one_field = false;
195
196         for (t = TYPE_FIELDS (type); t ; t = TREE_CHAIN (t))
197           if (TREE_CODE (t) == FIELD_DECL)
198             {
199               /* Reject incorrectly represented bit fields.  */
200               if (DECL_BIT_FIELD (t)
201                   && (tree_low_cst (DECL_SIZE (t), 1)
202                       != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (t))))
203                 goto fail;
204
205               saw_one_field = true;
206             }
207
208         /* Record types must have at least one field.  */
209         if (!saw_one_field)
210           goto fail;
211       }
212       break;
213
214     case ARRAY_TYPE:
215       /* Array types must have a fixed lower and upper bound.  */
216       t = TYPE_DOMAIN (type);
217       if (t == NULL)
218         goto fail;
219       if (TYPE_MIN_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MIN_VALUE (t)))
220         goto fail;
221       if (TYPE_MAX_VALUE (t) == NULL || !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (t)))
222         goto fail;
223       break;
224
225     case COMPLEX_TYPE:
226       break;
227
228     default:
229       goto fail;
230     }
231
232   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+0);
233   return true;
234
235  fail:
236   bitmap_set_bit (sra_type_decomp_cache, cache+1);
237   return false;
238 }
239
240 /* Return true if DECL can be decomposed into a set of independent
241    (though not necessarily scalar) variables.  */
242
243 static bool
244 decl_can_be_decomposed_p (tree var)
245 {
246   /* Early out for scalars.  */
247   if (is_sra_scalar_type (TREE_TYPE (var)))
248     return false;
249
250   /* The variable must not be aliased.  */
251   if (!is_gimple_non_addressable (var))
252     {
253       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
254         {
255           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
256           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
257           fprintf (dump_file, " because it must live in memory\n");
258         }
259       return false;
260     }
261
262   /* The variable must not be volatile.  */
263   if (TREE_THIS_VOLATILE (var))
264     {
265       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
266         {
267           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
268           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
269           fprintf (dump_file, " because it is declared volatile\n");
270         }
271       return false;
272     }
273
274   /* We must be able to decompose the variable's type.  */
275   if (!type_can_be_decomposed_p (TREE_TYPE (var)))
276     {
277       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
278         {
279           fprintf (dump_file, "Cannot scalarize variable ");
280           print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
281           fprintf (dump_file, " because its type cannot be decomposed\n");
282         }
283       return false;
284     }
285
286   return true;
287 }
288
289 /* Return true if TYPE can be *completely* decomposed into scalars.  */
290
291 static bool
292 type_can_instantiate_all_elements (tree type)
293 {
294   if (is_sra_scalar_type (type))
295     return true;
296   if (!type_can_be_decomposed_p (type))
297     return false;
298
299   switch (TREE_CODE (type))
300     {
301     case RECORD_TYPE:
302       {
303         unsigned int cache = TYPE_UID (TYPE_MAIN_VARIANT (type)) * 2;
304         tree f;
305
306         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+0))
307           return true;
308         if (bitmap_bit_p (sra_type_inst_cache, cache+1))
309           return false;
310
311         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
312           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
313             {
314               if (!type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (f)))
315                 {
316                   bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+1);
317                   return false;
318                 }
319             }
320
321         bitmap_set_bit (sra_type_inst_cache, cache+0);
322         return true;
323       }
324
325     case ARRAY_TYPE:
326       return type_can_instantiate_all_elements (TREE_TYPE (type));
327
328     case COMPLEX_TYPE:
329       return true;
330
331     default:
332       abort ();
333     }
334 }
335
336 /* Test whether ELT or some sub-element cannot be scalarized.  */
337
338 static bool
339 can_completely_scalarize_p (struct sra_elt *elt)
340 {
341   struct sra_elt *c;
342
343   if (elt->cannot_scalarize)
344     return false;
345
346   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
347     if (!can_completely_scalarize_p (c))
348       return false;
349
350   return true;
351 }
352
353 \f
354 /* A simplified tree hashing algorithm that only handles the types of
355    trees we expect to find in sra_elt->element.  */
356
357 static hashval_t
358 sra_hash_tree (tree t)
359 {
360   hashval_t h;
361
362   switch (TREE_CODE (t))
363     {
364     case VAR_DECL:
365     case PARM_DECL:
366     case RESULT_DECL:
367       h = DECL_UID (t);
368       break;
369
370     case INTEGER_CST:
371       h = TREE_INT_CST_LOW (t) ^ TREE_INT_CST_HIGH (t);
372       break;
373
374     case FIELD_DECL:
375       /* We can have types that are compatible, but have different member
376          lists, so we can't hash fields by ID.  Use offsets instead.  */
377       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_OFFSET (t), 0);
378       h = iterative_hash_expr (DECL_FIELD_BIT_OFFSET (t), h);
379       break;
380
381     default:
382       abort ();
383     }
384
385   return h;
386 }
387
388 /* Hash function for type SRA_PAIR.  */
389
390 static hashval_t
391 sra_elt_hash (const void *x)
392 {
393   const struct sra_elt *e = x;
394   const struct sra_elt *p;
395   hashval_t h;
396
397   h = sra_hash_tree (e->element);
398
399   /* Take into account everything back up the chain.  Given that chain
400      lengths are rarely very long, this should be acceptable.  If we
401      truely identify this as a performance problem, it should work to
402      hash the pointer value "e->parent".  */
403   for (p = e->parent; p ; p = p->parent)
404     h = (h * 65521) ^ sra_hash_tree (p->element);
405
406   return h;
407 }
408   
409 /* Equality function for type SRA_PAIR.  */
410
411 static int
412 sra_elt_eq (const void *x, const void *y)
413 {
414   const struct sra_elt *a = x;
415   const struct sra_elt *b = y;
416   tree ae, be;
417
418   if (a->parent != b->parent)
419     return false;
420
421   ae = a->element;
422   be = b->element;
423
424   if (ae == be)
425     return true;
426   if (TREE_CODE (ae) != TREE_CODE (be))
427     return false;
428
429   switch (TREE_CODE (ae))
430     {
431     case VAR_DECL:
432     case PARM_DECL:
433     case RESULT_DECL:
434       /* These are all pointer unique.  */
435       return false;
436
437     case INTEGER_CST:
438       /* Integers are not pointer unique, so compare their values.  */
439       return tree_int_cst_equal (ae, be);
440
441     case FIELD_DECL:
442       /* Fields are unique within a record, but not between
443          compatible records.  */
444       if (DECL_FIELD_CONTEXT (ae) == DECL_FIELD_CONTEXT (be))
445         return false;
446       return fields_compatible_p (ae, be);
447
448     default:
449       abort ();
450     }
451 }
452
453 /* Create or return the SRA_ELT structure for CHILD in PARENT.  PARENT
454    may be null, in which case CHILD must be a DECL.  */
455
456 static struct sra_elt *
457 lookup_element (struct sra_elt *parent, tree child, tree type,
458                 enum insert_option insert)
459 {
460   struct sra_elt dummy;
461   struct sra_elt **slot;
462   struct sra_elt *elt;
463
464   dummy.parent = parent;
465   dummy.element = child;
466
467   slot = (struct sra_elt **) htab_find_slot (sra_map, &dummy, insert);
468   if (!slot && insert == NO_INSERT)
469     return NULL;
470
471   elt = *slot;
472   if (!elt && insert == INSERT)
473     {
474       *slot = elt = obstack_alloc (&sra_obstack, sizeof (*elt));
475       memset (elt, 0, sizeof (*elt));
476
477       elt->parent = parent;
478       elt->element = child;
479       elt->type = type;
480       elt->is_scalar = is_sra_scalar_type (type);
481
482       if (parent)
483         {
484           elt->sibling = parent->children;
485           parent->children = elt;
486         }
487
488       /* If this is a parameter, then if we want to scalarize, we have
489          one copy from the true function parameter.  Count it now.  */
490       if (TREE_CODE (child) == PARM_DECL)
491         {
492           elt->n_copies = 1;
493           bitmap_set_bit (needs_copy_in, var_ann (child)->uid);
494         }
495     }
496
497   return elt;
498 }
499
500 /* Return true if the ARRAY_REF in EXPR is a constant, in bounds access.  */
501
502 static bool
503 is_valid_const_index (tree expr)
504 {
505   tree dom, t, index = TREE_OPERAND (expr, 1);
506
507   if (TREE_CODE (index) != INTEGER_CST)
508     return false;
509
510   /* Watch out for stupid user tricks, indexing outside the array.
511
512      Careful, we're not called only on scalarizable types, so do not
513      assume constant array bounds.  We needn't do anything with such
514      cases, since they'll be referring to objects that we should have
515      already rejected for scalarization, so returning false is fine.  */
516
517   dom = TYPE_DOMAIN (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0)));
518   if (dom == NULL)
519     return false;
520
521   t = TYPE_MIN_VALUE (dom);
522   if (!t || TREE_CODE (t) != INTEGER_CST)
523     return false;
524   if (tree_int_cst_lt (index, t))
525     return false;
526
527   t = TYPE_MAX_VALUE (dom);
528   if (!t || TREE_CODE (t) != INTEGER_CST)
529     return false;
530   if (tree_int_cst_lt (t, index))
531     return false;
532
533   return true;
534 }
535
536 /* Create or return the SRA_ELT structure for EXPR if the expression 
537    refers to a scalarizable variable.  */
538
539 static struct sra_elt *
540 maybe_lookup_element_for_expr (tree expr)
541 {
542   struct sra_elt *elt;
543   tree child;
544
545   switch (TREE_CODE (expr))
546     {
547     case VAR_DECL:
548     case PARM_DECL:
549     case RESULT_DECL:
550       if (is_sra_candidate_decl (expr))
551         return lookup_element (NULL, expr, TREE_TYPE (expr), INSERT);
552       return NULL;
553
554     case ARRAY_REF:
555       /* We can't scalarize variable array indicies.  */
556       if (is_valid_const_index (expr))
557         child = TREE_OPERAND (expr, 1);
558       else
559         return NULL;
560       break;
561
562     case COMPONENT_REF:
563       /* Don't look through unions.  */
564       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) != RECORD_TYPE)
565         return NULL;
566       child = TREE_OPERAND (expr, 1);
567       break;
568
569     case REALPART_EXPR:
570       child = integer_zero_node;
571       break;
572     case IMAGPART_EXPR:
573       child = integer_one_node;
574       break;
575
576     default:
577       return NULL;
578     }
579
580   elt = maybe_lookup_element_for_expr (TREE_OPERAND (expr, 0));
581   if (elt)
582     return lookup_element (elt, child, TREE_TYPE (expr), INSERT);
583   return NULL;
584 }
585
586 \f
587 /* Functions to walk just enough of the tree to see all scalarizable
588    references, and categorize them.  */
589
590 /* A set of callbacks for phases 2 and 4.  They'll be invoked for the
591    various kinds of references seen.  In all cases, *BSI is an iterator
592    pointing to the statement being processed.  */
593 struct sra_walk_fns
594 {
595   /* Invoked when ELT is required as a unit.  Note that ELT might refer to
596      a leaf node, in which case this is a simple scalar reference.  *EXPR_P
597      points to the location of the expression.  IS_OUTPUT is true if this
598      is a left-hand-side reference.  */
599   void (*use) (struct sra_elt *elt, tree *expr_p,
600                block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
601
602   /* Invoked when we have a copy between two scalarizable references.  */
603   void (*copy) (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
604                 block_stmt_iterator *bsi);
605
606   /* Invoked when ELT is initialized from a constant.  VALUE may be NULL,
607      in which case it should be treated as an empty CONSTRUCTOR.  */
608   void (*init) (struct sra_elt *elt, tree value, block_stmt_iterator *bsi);
609
610   /* Invoked when we have a copy between one scalarizable reference ELT
611      and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true if ELT
612      is on the left-hand side.  */
613   void (*ldst) (struct sra_elt *elt, tree other,
614                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output);
615
616   /* True during phase 2, false during phase 4.  */
617   /* ??? This is a hack.  */
618   bool initial_scan;
619 };
620
621 #ifdef ENABLE_CHECKING
622 /* Invoked via walk_tree, if *TP contains an candidate decl, return it.  */
623
624 static tree
625 sra_find_candidate_decl (tree *tp, int *walk_subtrees,
626                          void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
627 {
628   tree t = *tp;
629   enum tree_code code = TREE_CODE (t);
630
631   if (code == VAR_DECL || code == PARM_DECL || code == RESULT_DECL)
632     {
633       *walk_subtrees = 0;
634       if (is_sra_candidate_decl (t))
635         return t;
636     }
637   else if (TYPE_P (t))
638     *walk_subtrees = 0;
639
640   return NULL;
641 }
642 #endif
643
644 /* Walk most expressions looking for a scalarizable aggregate.
645    If we find one, invoke FNS->USE.  */
646
647 static void
648 sra_walk_expr (tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
649                const struct sra_walk_fns *fns)
650 {
651   tree expr = *expr_p;
652   tree inner = expr;
653   bool disable_scalarization = false;
654
655   /* We're looking to collect a reference expression between EXPR and INNER,
656      such that INNER is a scalarizable decl and all other nodes through EXPR
657      are references that we can scalarize.  If we come across something that
658      we can't scalarize, we reset EXPR.  This has the effect of making it
659      appear that we're referring to the larger expression as a whole.  */
660
661   while (1)
662     switch (TREE_CODE (inner))
663       {
664       case VAR_DECL:
665       case PARM_DECL:
666       case RESULT_DECL:
667         /* If there is a scalarizable decl at the bottom, then process it.  */
668         if (is_sra_candidate_decl (inner))
669           {
670             struct sra_elt *elt = maybe_lookup_element_for_expr (expr);
671             if (disable_scalarization)
672               elt->cannot_scalarize = true;
673             else
674               fns->use (elt, expr_p, bsi, is_output);
675           }
676         return;
677
678       case ARRAY_REF:
679         /* Non-constant index means any member may be accessed.  Prevent the
680            expression from being scalarized.  If we were to treat this as a
681            reference to the whole array, we can wind up with a single dynamic
682            index reference inside a loop being overridden by several constant
683            index references during loop setup.  It's possible that this could
684            be avoided by using dynamic usage counts based on BB trip counts
685            (based on loop analysis or profiling), but that hardly seems worth 
686            the effort.  */
687         /* ??? Hack.  Figure out how to push this into the scan routines
688            without duplicating too much code.  */
689         if (!is_valid_const_index (inner))
690           {
691             disable_scalarization = true;
692             goto use_all;
693           }
694         /* ??? Are we assured that non-constant bounds and stride will have
695            the same value everywhere?  I don't think Fortran will...  */
696         if (TREE_OPERAND (inner, 2) || TREE_OPERAND (inner, 3))
697           goto use_all;
698         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
699         break;
700
701       case COMPONENT_REF:
702         /* A reference to a union member constitutes a reference to the
703            entire union.  */
704         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (inner, 0))) != RECORD_TYPE)
705           goto use_all;
706         /* ??? See above re non-constant stride.  */
707         if (TREE_OPERAND (inner, 2))
708           goto use_all;
709         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
710         break;
711
712       case REALPART_EXPR:
713       case IMAGPART_EXPR:
714         inner = TREE_OPERAND (inner, 0);
715         break;
716
717       case BIT_FIELD_REF:
718         /* A bit field reference (access to *multiple* fields simultaneously)
719            is not currently scalarized.  Consider this an access to the 
720            complete outer element, to which walk_tree will bring us next.  */
721         goto use_all;
722
723       case ARRAY_RANGE_REF:
724         /* Similarly, an subrange reference is used to modify indexing.  Which
725            means that the canonical element names that we have won't work.  */
726         goto use_all;
727
728       case VIEW_CONVERT_EXPR:
729       case NOP_EXPR:
730         /* Similarly, a view/nop explicitly wants to look at an object in a
731            type other than the one we've scalarized.  */
732         goto use_all;
733
734       case WITH_SIZE_EXPR:
735         /* This is a transparent wrapper.  The entire inner expression really
736            is being used.  */
737         goto use_all;
738
739       use_all:
740         expr_p = &TREE_OPERAND (inner, 0);
741         inner = expr = *expr_p;
742         break;
743
744       default:
745 #ifdef ENABLE_CHECKING
746         /* Validate that we're not missing any references.  */
747         if (walk_tree (&inner, sra_find_candidate_decl, NULL, NULL))
748           abort ();
749 #endif
750         return;
751       }
752 }
753
754 /* Walk a TREE_LIST of values looking for scalarizable aggregates.
755    If we find one, invoke FNS->USE.  */
756
757 static void
758 sra_walk_tree_list (tree list, block_stmt_iterator *bsi, bool is_output,
759                     const struct sra_walk_fns *fns)
760 {
761   tree op;
762   for (op = list; op ; op = TREE_CHAIN (op))
763     sra_walk_expr (&TREE_VALUE (op), bsi, is_output, fns);
764 }
765
766 /* Walk the arguments of a CALL_EXPR looking for scalarizable aggregates.
767    If we find one, invoke FNS->USE.  */
768
769 static void
770 sra_walk_call_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
771                     const struct sra_walk_fns *fns)
772 {
773   sra_walk_tree_list (TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
774 }
775
776 /* Walk the inputs and outputs of an ASM_EXPR looking for scalarizable
777    aggregates.  If we find one, invoke FNS->USE.  */
778
779 static void
780 sra_walk_asm_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
781                    const struct sra_walk_fns *fns)
782 {
783   sra_walk_tree_list (ASM_INPUTS (expr), bsi, false, fns);
784   sra_walk_tree_list (ASM_OUTPUTS (expr), bsi, true, fns);
785 }
786
787 /* Walk a MODIFY_EXPR and categorize the assignment appropriately.  */
788
789 static void
790 sra_walk_modify_expr (tree expr, block_stmt_iterator *bsi,
791                       const struct sra_walk_fns *fns)
792 {
793   struct sra_elt *lhs_elt, *rhs_elt;
794   tree lhs, rhs;
795
796   lhs = TREE_OPERAND (expr, 0);
797   rhs = TREE_OPERAND (expr, 1);
798   lhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (lhs);
799   rhs_elt = maybe_lookup_element_for_expr (rhs);
800
801   /* If both sides are scalarizable, this is a COPY operation.  */
802   if (lhs_elt && rhs_elt)
803     {
804       fns->copy (lhs_elt, rhs_elt, bsi);
805       return;
806     }
807
808   if (lhs_elt)
809     {
810       /* If this is an assignment from a constant, or constructor, then
811          we have access to all of the elements individually.  Invoke INIT.  */
812       if (TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_EXPR
813           || TREE_CODE (rhs) == COMPLEX_CST
814           || TREE_CODE (rhs) == CONSTRUCTOR)
815         fns->init (lhs_elt, rhs, bsi);
816
817       /* If this is an assignment from read-only memory, treat this as if
818          we'd been passed the constructor directly.  Invoke INIT.  */
819       else if (TREE_CODE (rhs) == VAR_DECL
820                && TREE_STATIC (rhs)
821                && TREE_READONLY (rhs)
822                && targetm.binds_local_p (rhs))
823         fns->init (lhs_elt, DECL_INITIAL (rhs), bsi);
824
825       /* If this is a copy from a non-scalarizable lvalue, invoke LDST.
826          The lvalue requirement prevents us from trying to directly scalarize
827          the result of a function call.  Which would result in trying to call
828          the function multiple times, and other evil things.  */
829       else if (!lhs_elt->is_scalar && is_gimple_addressable (rhs))
830         fns->ldst (lhs_elt, rhs, bsi, true);
831         
832       /* Otherwise we're being used in some context that requires the
833          aggregate to be seen as a whole.  Invoke USE.  */
834       else
835         fns->use (lhs_elt, &TREE_OPERAND (expr, 0), bsi, true);
836     }
837   else
838     {
839       /* LHS_ELT being null only means that the LHS as a whole is not a
840          scalarizable reference.  There may be occurrences of scalarizable
841          variables within, which implies a USE.  */
842       sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (expr, 0), bsi, true, fns);
843     }
844
845   /* Likewise for the right-hand side.  The only difference here is that
846      we don't have to handle constants, and the RHS may be a call.  */
847   if (rhs_elt)
848     {
849       if (!rhs_elt->is_scalar)
850         fns->ldst (rhs_elt, lhs, bsi, false);
851       else
852         fns->use (rhs_elt, &TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false);
853     }
854   else
855     {
856       tree call = get_call_expr_in (rhs);
857       if (call)
858         sra_walk_call_expr (call, bsi, fns);
859       else
860         sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (expr, 1), bsi, false, fns);
861     }
862 }
863
864 /* Entry point to the walk functions.  Search the entire function,
865    invoking the callbacks in FNS on each of the references to
866    scalarizable variables.  */
867
868 static void
869 sra_walk_function (const struct sra_walk_fns *fns)
870 {
871   basic_block bb;
872   block_stmt_iterator si, ni;
873
874   /* ??? Phase 4 could derive some benefit to walking the function in
875      dominator tree order.  */
876
877   FOR_EACH_BB (bb)
878     for (si = bsi_start (bb); !bsi_end_p (si); si = ni)
879       {
880         tree stmt, t;
881         stmt_ann_t ann;
882
883         stmt = bsi_stmt (si);
884         ann = stmt_ann (stmt);
885
886         ni = si;
887         bsi_next (&ni);
888
889         /* If the statement has no virtual operands, then it doesn't
890            make any structure references that we care about.  */
891         if (NUM_V_MAY_DEFS (V_MAY_DEF_OPS (ann)) == 0
892             && NUM_VUSES (VUSE_OPS (ann)) == 0
893             && NUM_V_MUST_DEFS (V_MUST_DEF_OPS (ann)) == 0)
894           continue;
895
896         switch (TREE_CODE (stmt))
897           {
898           case RETURN_EXPR:
899             /* If we have "return <retval>" then the return value is
900                already exposed for our pleasure.  Walk it as a USE to
901                force all the components back in place for the return.
902
903                If we have an embedded assignment, then <retval> is of
904                a type that gets returned in registers in this ABI, and
905                we do not wish to extend their lifetimes.  Treat this
906                as a USE of the variable on the RHS of this assignment.  */
907
908             t = TREE_OPERAND (stmt, 0);
909             if (TREE_CODE (t) == MODIFY_EXPR)
910               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (t, 1), &si, false, fns);
911             else
912               sra_walk_expr (&TREE_OPERAND (stmt, 0), &si, false, fns);
913             break;
914
915           case MODIFY_EXPR:
916             sra_walk_modify_expr (stmt, &si, fns);
917             break;
918           case CALL_EXPR:
919             sra_walk_call_expr (stmt, &si, fns);
920             break;
921           case ASM_EXPR:
922             sra_walk_asm_expr (stmt, &si, fns);
923             break;
924
925           default:
926             break;
927           }
928       }
929 }
930 \f
931 /* Phase One: Scan all referenced variables in the program looking for
932    structures that could be decomposed.  */
933
934 static bool
935 find_candidates_for_sra (void)
936 {
937   size_t i;
938   bool any_set = false;
939
940   for (i = 0; i < num_referenced_vars; i++)
941     {
942       tree var = referenced_var (i);
943       if (decl_can_be_decomposed_p (var))
944         {
945           bitmap_set_bit (sra_candidates, var_ann (var)->uid);
946           any_set = true;
947         }
948     }
949  
950   return any_set;
951 }
952
953 \f
954 /* Phase Two: Scan all references to scalarizable variables.  Count the
955    number of times they are used or copied respectively.  */
956
957 /* Callbacks to fill in SRA_WALK_FNS.  Everything but USE is
958    considered a copy, because we can decompose the reference such that
959    the sub-elements needn't be contiguous.  */
960
961 static void
962 scan_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p ATTRIBUTE_UNUSED,
963           block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
964           bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
965 {
966   elt->n_uses += 1;
967 }
968
969 static void
970 scan_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
971            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
972 {
973   lhs_elt->n_copies += 1;
974   rhs_elt->n_copies += 1;
975 }
976
977 static void
978 scan_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs ATTRIBUTE_UNUSED,
979            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED)
980 {
981   lhs_elt->n_copies += 1;
982 }
983
984 static void
985 scan_ldst (struct sra_elt *elt, tree other ATTRIBUTE_UNUSED,
986            block_stmt_iterator *bsi ATTRIBUTE_UNUSED,
987            bool is_output ATTRIBUTE_UNUSED)
988 {
989   elt->n_copies += 1;
990 }
991
992 /* Dump the values we collected during the scanning phase.  */
993
994 static void
995 scan_dump (struct sra_elt *elt)
996 {
997   struct sra_elt *c;
998
999   dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1000   fprintf (dump_file, ": n_uses=%u n_copies=%u\n", elt->n_uses, elt->n_copies);
1001
1002   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1003     scan_dump (c);
1004 }
1005
1006 /* Entry point to phase 2.  Scan the entire function, building up
1007    scalarization data structures, recording copies and uses.  */
1008
1009 static void
1010 scan_function (void)
1011 {
1012   static const struct sra_walk_fns fns = {
1013     scan_use, scan_copy, scan_init, scan_ldst, true
1014   };
1015
1016   sra_walk_function (&fns);
1017
1018   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1019     {
1020       size_t i;
1021
1022       fputs ("\nScan results:\n", dump_file);
1023       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i,
1024         {
1025           tree var = referenced_var (i);
1026           struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1027           if (elt)
1028             scan_dump (elt);
1029         });
1030       fputc ('\n', dump_file);
1031     }
1032 }
1033 \f
1034 /* Phase Three: Make decisions about which variables to scalarize, if any.
1035    All elements to be scalarized have replacement variables made for them.  */
1036
1037 /* A subroutine of build_element_name.  Recursively build the element
1038    name on the obstack.  */
1039
1040 static void
1041 build_element_name_1 (struct sra_elt *elt)
1042 {
1043   tree t;
1044   char buffer[32];
1045
1046   if (elt->parent)
1047     {
1048       build_element_name_1 (elt->parent);
1049       obstack_1grow (&sra_obstack, '$');
1050
1051       if (TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
1052         {
1053           if (elt->element == integer_zero_node)
1054             obstack_grow (&sra_obstack, "real", 4);
1055           else
1056             obstack_grow (&sra_obstack, "imag", 4);
1057           return;
1058         }
1059     }
1060
1061   t = elt->element;
1062   if (TREE_CODE (t) == INTEGER_CST)
1063     {
1064       /* ??? Eh.  Don't bother doing double-wide printing.  */
1065       sprintf (buffer, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, TREE_INT_CST_LOW (t));
1066       obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1067     }
1068   else
1069     {
1070       tree name = DECL_NAME (t);
1071       if (name)
1072         obstack_grow (&sra_obstack, IDENTIFIER_POINTER (name),
1073                       IDENTIFIER_LENGTH (name));
1074       else
1075         {
1076           sprintf (buffer, "D%u", DECL_UID (t));
1077           obstack_grow (&sra_obstack, buffer, strlen (buffer));
1078         }
1079     }
1080 }
1081
1082 /* Construct a pretty variable name for an element's replacement variable.
1083    The name is built on the obstack.  */
1084
1085 static char *
1086 build_element_name (struct sra_elt *elt)
1087 {
1088   build_element_name_1 (elt);
1089   obstack_1grow (&sra_obstack, '\0');
1090   return obstack_finish (&sra_obstack);
1091 }
1092
1093 /* Instantiate an element as an independent variable.  */
1094
1095 static void
1096 instantiate_element (struct sra_elt *elt)
1097 {
1098   struct sra_elt *base_elt;
1099   tree var, base;
1100
1101   for (base_elt = elt; base_elt->parent; base_elt = base_elt->parent)
1102     continue;
1103   base = base_elt->element;
1104
1105   elt->replacement = var = make_rename_temp (elt->type, "SR");
1106   DECL_SOURCE_LOCATION (var) = DECL_SOURCE_LOCATION (base);
1107   TREE_NO_WARNING (var) = TREE_NO_WARNING (base);
1108   DECL_ARTIFICIAL (var) = DECL_ARTIFICIAL (base);
1109
1110   if (DECL_NAME (base) && !DECL_IGNORED_P (base))
1111     {
1112       char *pretty_name = build_element_name (elt);
1113       DECL_NAME (var) = get_identifier (pretty_name);
1114       obstack_free (&sra_obstack, pretty_name);
1115     }
1116
1117   if (dump_file)
1118     {
1119       fputs ("  ", dump_file);
1120       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1121       fputs (" -> ", dump_file);
1122       print_generic_expr (dump_file, var, dump_flags);
1123       fputc ('\n', dump_file);
1124     }
1125 }
1126
1127 /* Make one pass across an element tree deciding whether or not it's
1128    profitable to instantiate individual leaf scalars.
1129
1130    PARENT_USES and PARENT_COPIES are the sum of the N_USES and N_COPIES
1131    fields all the way up the tree.  */
1132
1133 static void
1134 decide_instantiation_1 (struct sra_elt *elt, unsigned int parent_uses,
1135                         unsigned int parent_copies)
1136 {
1137   if (dump_file && !elt->parent)
1138     {
1139       fputs ("Initial instantiation for ", dump_file);
1140       dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1141       fputc ('\n', dump_file);
1142     }
1143
1144   if (elt->cannot_scalarize)
1145     return;
1146
1147   if (elt->is_scalar)
1148     {
1149       /* The decision is simple: instantiate if we're used more frequently
1150          than the parent needs to be seen as a complete unit.  */
1151       if (elt->n_uses + elt->n_copies + parent_copies > parent_uses)
1152         instantiate_element (elt);
1153     }
1154   else
1155     {
1156       struct sra_elt *c;
1157       unsigned int this_uses = elt->n_uses + parent_uses;
1158       unsigned int this_copies = elt->n_copies + parent_copies;
1159
1160       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1161         decide_instantiation_1 (c, this_uses, this_copies);
1162     }
1163 }
1164
1165 /* Compute the size and number of all instantiated elements below ELT.
1166    We will only care about this if the size of the complete structure
1167    fits in a HOST_WIDE_INT, so we don't have to worry about overflow.  */
1168
1169 static unsigned int
1170 sum_instantiated_sizes (struct sra_elt *elt, unsigned HOST_WIDE_INT *sizep)
1171 {
1172   if (elt->replacement)
1173     {
1174       *sizep += TREE_INT_CST_LOW (TYPE_SIZE_UNIT (elt->type));
1175       return 1;
1176     }
1177   else
1178     {
1179       struct sra_elt *c;
1180       unsigned int count = 0;
1181
1182       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1183         count += sum_instantiated_sizes (c, sizep);
1184
1185       return count;
1186     }
1187 }
1188
1189 /* Instantiate fields in ELT->TYPE that are not currently present as
1190    children of ELT.  */
1191
1192 static void instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt);
1193
1194 static void
1195 instantiate_missing_elements_1 (struct sra_elt *elt, tree child, tree type)
1196 {
1197   struct sra_elt *sub = lookup_element (elt, child, type, INSERT);
1198   if (sub->is_scalar)
1199     {
1200       if (sub->replacement == NULL)
1201         instantiate_element (sub);
1202     }
1203   else
1204     instantiate_missing_elements (sub);
1205 }
1206
1207 static void
1208 instantiate_missing_elements (struct sra_elt *elt)
1209 {
1210   tree type = elt->type;
1211
1212   switch (TREE_CODE (type))
1213     {
1214     case RECORD_TYPE:
1215       {
1216         tree f;
1217         for (f = TYPE_FIELDS (type); f ; f = TREE_CHAIN (f))
1218           if (TREE_CODE (f) == FIELD_DECL)
1219             instantiate_missing_elements_1 (elt, f, TREE_TYPE (f));
1220         break;
1221       }
1222
1223     case ARRAY_TYPE:
1224       {
1225         tree i, max, subtype;
1226
1227         i = TYPE_MIN_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1228         max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type));
1229         subtype = TREE_TYPE (type);
1230
1231         while (1)
1232           {
1233             instantiate_missing_elements_1 (elt, i, subtype);
1234             if (tree_int_cst_equal (i, max))
1235               break;
1236             i = int_const_binop (PLUS_EXPR, i, integer_one_node, true);
1237           }
1238
1239         break;
1240       }
1241
1242     case COMPLEX_TYPE:
1243       type = TREE_TYPE (type);
1244       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_zero_node, type);
1245       instantiate_missing_elements_1 (elt, integer_one_node, type);
1246       break;
1247
1248     default:
1249       abort ();
1250     }
1251 }
1252
1253 /* Make one pass across an element tree deciding whether to perform block
1254    or element copies.  If we decide on element copies, instantiate all
1255    elements.  Return true if there are any instantiated sub-elements.  */
1256
1257 static bool
1258 decide_block_copy (struct sra_elt *elt)
1259 {
1260   struct sra_elt *c;
1261   bool any_inst;
1262
1263   /* If scalarization is disabled, respect it.  */
1264   if (elt->cannot_scalarize)
1265     {
1266       elt->use_block_copy = 1;
1267
1268       if (dump_file)
1269         {
1270           fputs ("Scalarization disabled for ", dump_file);
1271           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1272           fputc ('\n', dump_file);
1273         }
1274
1275       return false;
1276     }
1277
1278   /* Don't decide if we've no uses.  */
1279   if (elt->n_uses == 0 && elt->n_copies == 0)
1280     ;
1281
1282   else if (!elt->is_scalar)
1283     {
1284       tree size_tree = TYPE_SIZE_UNIT (elt->type);
1285       bool use_block_copy = true;
1286
1287       /* Don't bother trying to figure out the rest if the structure is
1288          so large we can't do easy arithmetic.  This also forces block
1289          copies for variable sized structures.  */
1290       if (host_integerp (size_tree, 1))
1291         {
1292           unsigned HOST_WIDE_INT full_size, inst_size = 0;
1293           unsigned int inst_count;
1294
1295           full_size = tree_low_cst (size_tree, 1);
1296
1297           /* ??? What to do here.  If there are two fields, and we've only 
1298              instantiated one, then instantiating the other is clearly a win.
1299              If there are a large number of fields then the size of the copy
1300              is much more of a factor.  */
1301
1302           /* If the structure is small, and we've made copies, go ahead
1303              and instantiate, hoping that the copies will go away.  */
1304           if (full_size <= (unsigned) MOVE_RATIO * UNITS_PER_WORD
1305               && elt->n_copies > elt->n_uses)
1306             use_block_copy = false;
1307           else
1308             {
1309               inst_count = sum_instantiated_sizes (elt, &inst_size);
1310
1311               if (inst_size * 4 >= full_size * 3)
1312                 use_block_copy = false;
1313             }
1314
1315           /* In order to avoid block copy, we have to be able to instantiate
1316              all elements of the type.  See if this is possible.  */
1317           if (!use_block_copy
1318               && (!can_completely_scalarize_p (elt)
1319                   || !type_can_instantiate_all_elements (elt->type)))
1320             use_block_copy = true;
1321         }
1322       elt->use_block_copy = use_block_copy;
1323
1324       if (dump_file)
1325         {
1326           fprintf (dump_file, "Using %s for ",
1327                    use_block_copy ? "block-copy" : "element-copy");
1328           dump_sra_elt_name (dump_file, elt);
1329           fputc ('\n', dump_file);
1330         }
1331
1332       if (!use_block_copy)
1333         {
1334           instantiate_missing_elements (elt);
1335           return true;
1336         }
1337     }
1338
1339   any_inst = elt->replacement != NULL;
1340
1341   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1342     any_inst |= decide_block_copy (c);
1343
1344   return any_inst;
1345 }
1346
1347 /* Entry point to phase 3.  Instantiate scalar replacement variables.  */
1348
1349 static void
1350 decide_instantiations (void)
1351 {
1352   unsigned int i;
1353   bool cleared_any;
1354   struct bitmap_head_def done_head;
1355
1356   /* We cannot clear bits from a bitmap we're iterating over,
1357      so save up all the bits to clear until the end.  */
1358   bitmap_initialize (&done_head, 1);
1359   cleared_any = false;
1360
1361   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (sra_candidates, 0, i,
1362     {
1363       tree var = referenced_var (i);
1364       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
1365       if (elt)
1366         {
1367           decide_instantiation_1 (elt, 0, 0);
1368           if (!decide_block_copy (elt))
1369             elt = NULL;
1370         }
1371       if (!elt)
1372         {
1373           bitmap_set_bit (&done_head, i);
1374           cleared_any = true;
1375         }
1376     });
1377
1378   if (cleared_any)
1379     {
1380       bitmap_operation (sra_candidates, sra_candidates, &done_head, 
1381                         BITMAP_AND_COMPL);
1382       bitmap_operation (needs_copy_in, needs_copy_in, &done_head, 
1383                         BITMAP_AND_COMPL);
1384     }
1385   bitmap_clear (&done_head);
1386
1387   if (dump_file)
1388     fputc ('\n', dump_file);
1389 }
1390
1391 \f
1392 /* Phase Four: Update the function to match the replacements created.  */
1393
1394 /* Mark all the variables in V_MAY_DEF or V_MUST_DEF operands for STMT for
1395    renaming. This becomes necessary when we modify all of a non-scalar.  */
1396
1397 static void
1398 mark_all_v_defs (tree stmt)
1399 {
1400   v_may_def_optype v_may_defs;
1401   v_must_def_optype v_must_defs;
1402   size_t i, n;
1403
1404   get_stmt_operands (stmt);
1405
1406   v_may_defs = V_MAY_DEF_OPS (stmt_ann (stmt));
1407   n = NUM_V_MAY_DEFS (v_may_defs);
1408   for (i = 0; i < n; i++)
1409     {
1410       tree sym = V_MAY_DEF_RESULT (v_may_defs, i);
1411       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
1412         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
1413       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (sym)->uid);
1414     }
1415
1416   v_must_defs = V_MUST_DEF_OPS (stmt_ann (stmt));
1417   n = NUM_V_MUST_DEFS (v_must_defs);
1418   for (i = 0; i < n; i++)
1419     {
1420       tree sym = V_MUST_DEF_OP (v_must_defs, i);
1421       if (TREE_CODE (sym) == SSA_NAME)
1422         sym = SSA_NAME_VAR (sym);
1423       bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (sym)->uid);
1424     }
1425 }
1426
1427 /* Build a single level component reference to ELT rooted at BASE.  */
1428
1429 static tree
1430 generate_one_element_ref (struct sra_elt *elt, tree base)
1431 {
1432   switch (TREE_CODE (TREE_TYPE (base)))
1433     {
1434     case RECORD_TYPE:
1435       {
1436         tree field = elt->element;
1437
1438         /* Watch out for compatible records with differing field lists.  */
1439         if (DECL_FIELD_CONTEXT (field) != TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (base)))
1440           field = find_compatible_field (TREE_TYPE (base), field);
1441
1442         return build (COMPONENT_REF, elt->type, base, field, NULL);
1443       }
1444
1445     case ARRAY_TYPE:
1446       return build (ARRAY_REF, elt->type, base, elt->element, NULL, NULL);
1447
1448     case COMPLEX_TYPE:
1449       if (elt->element == integer_zero_node)
1450         return build (REALPART_EXPR, elt->type, base);
1451       else
1452         return build (IMAGPART_EXPR, elt->type, base);
1453
1454     default:
1455       abort ();
1456     }
1457 }
1458
1459 /* Build a full component reference to ELT rooted at its native variable.  */
1460
1461 static tree
1462 generate_element_ref (struct sra_elt *elt)
1463 {
1464   if (elt->parent)
1465     return generate_one_element_ref (elt, generate_element_ref (elt->parent));
1466   else
1467     return elt->element;
1468 }
1469
1470 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all
1471    instantiated elements under ELT to or from the equivalent structure
1472    rooted at EXPR.  COPY_OUT controls the direction of the copy, with
1473    true meaning to copy out of EXPR into ELT.  */
1474
1475 static void
1476 generate_copy_inout (struct sra_elt *elt, bool copy_out, tree expr,
1477                      tree *list_p)
1478 {
1479   struct sra_elt *c;
1480   tree t;
1481
1482   if (elt->replacement)
1483     {
1484       if (copy_out)
1485         t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, elt->replacement, expr);
1486       else
1487         t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, expr, elt->replacement);
1488       append_to_statement_list (t, list_p);
1489     }
1490   else
1491     {
1492       for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1493         {
1494           t = generate_one_element_ref (c, unshare_expr (expr));
1495           generate_copy_inout (c, copy_out, t, list_p);
1496         }
1497     }
1498 }
1499
1500 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to copy all instantiated
1501    elements under SRC to their counterparts under DST.  There must be a 1-1
1502    correspondence of instantiated elements.  */
1503
1504 static void
1505 generate_element_copy (struct sra_elt *dst, struct sra_elt *src, tree *list_p)
1506 {
1507   struct sra_elt *dc, *sc;
1508
1509   for (dc = dst->children; dc ; dc = dc->sibling)
1510     {
1511       sc = lookup_element (src, dc->element, NULL, NO_INSERT);
1512       if (sc == NULL)
1513         abort ();
1514       generate_element_copy (dc, sc, list_p);
1515     }
1516
1517   if (dst->replacement)
1518     {
1519       tree t;
1520
1521       if (src->replacement == NULL)
1522         abort ();
1523
1524       t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, dst->replacement,
1525                  src->replacement);
1526       append_to_statement_list (t, list_p);
1527     }
1528 }
1529
1530 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to zero all instantiated
1531    elements under ELT.  In addition, do not assign to elements that have been
1532    marked VISITED but do reset the visited flag; this allows easy coordination
1533    with generate_element_init.  */
1534
1535 static void
1536 generate_element_zero (struct sra_elt *elt, tree *list_p)
1537 {
1538   struct sra_elt *c;
1539
1540   if (elt->visited)
1541     {
1542       elt->visited = false;
1543       return;
1544     }
1545
1546   for (c = elt->children; c ; c = c->sibling)
1547     generate_element_zero (c, list_p);
1548
1549   if (elt->replacement)
1550     {
1551       tree t;
1552
1553       if (elt->is_scalar)
1554         t = fold_convert (elt->type, integer_zero_node);
1555       else
1556         /* We generated a replacement for a non-scalar?  */
1557         abort ();
1558
1559       t = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, elt->replacement, t);
1560       append_to_statement_list (t, list_p);
1561     }
1562 }
1563
1564 /* Find all variables within the gimplified statement that were not previously
1565    visible to the function and add them to the referenced variables list.  */
1566
1567 static tree
1568 find_new_referenced_vars_1 (tree *tp, int *walk_subtrees,
1569                             void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1570 {
1571   tree t = *tp;
1572
1573   if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && !var_ann (t))
1574     add_referenced_tmp_var (t);
1575
1576   if (DECL_P (t) || TYPE_P (t))
1577     *walk_subtrees = 0;
1578
1579   return NULL;
1580 }
1581
1582 static inline void
1583 find_new_referenced_vars (tree *stmt_p)
1584 {
1585   walk_tree (stmt_p, find_new_referenced_vars_1, NULL, NULL);
1586 }
1587
1588 /* Generate an assignment VAR = INIT, where INIT may need gimplification.
1589    Add the result to *LIST_P.  */
1590
1591 static void
1592 generate_one_element_init (tree var, tree init, tree *list_p)
1593 {
1594   tree stmt;
1595
1596   /* The replacement can be almost arbitrarily complex.  Gimplify.  */
1597   stmt = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, var, init);
1598   gimplify_stmt (&stmt);
1599
1600   /* The replacement can expose previously unreferenced variables.  */
1601   if (TREE_CODE (stmt) == STATEMENT_LIST)
1602     {
1603       tree_stmt_iterator i;
1604       for (i = tsi_start (stmt); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
1605         find_new_referenced_vars (tsi_stmt_ptr (i));
1606     }
1607   else
1608     find_new_referenced_vars (&stmt);
1609
1610   append_to_statement_list (stmt, list_p);
1611 }
1612
1613 /* Generate a set of assignment statements in *LIST_P to set all instantiated
1614    elements under ELT with the contents of the initializer INIT.  In addition,
1615    mark all assigned elements VISITED; this allows easy coordination with
1616    generate_element_zero.  Return false if we found a case we couldn't
1617    handle.  */
1618
1619 static bool
1620 generate_element_init (struct sra_elt *elt, tree init, tree *list_p)
1621 {
1622   bool result = true;
1623   enum tree_code init_code;
1624   struct sra_elt *sub;
1625   tree t;
1626
1627   /* We can be passed DECL_INITIAL of a static variable.  It might have a
1628      conversion, which we strip off here.  */
1629   STRIP_USELESS_TYPE_CONVERSION (init);
1630   init_code = TREE_CODE (init);
1631
1632   if (elt->is_scalar)
1633     {
1634       if (elt->replacement)
1635         {
1636           generate_one_element_init (elt->replacement, init, list_p);
1637           elt->visited = true;
1638         }
1639       return result;
1640     }
1641
1642   switch (init_code)
1643     {
1644     case COMPLEX_CST:
1645     case COMPLEX_EXPR:
1646       for (sub = elt->children; sub ; sub = sub->sibling)
1647         {
1648           if (sub->element == integer_zero_node)
1649             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1650                  ? TREE_OPERAND (init, 0) : TREE_REALPART (init));
1651           else
1652             t = (init_code == COMPLEX_EXPR
1653                  ? TREE_OPERAND (init, 1) : TREE_IMAGPART (init));
1654           result &= generate_element_init (sub, t, list_p);
1655         }
1656       break;
1657
1658     case CONSTRUCTOR:
1659       for (t = CONSTRUCTOR_ELTS (init); t ; t = TREE_CHAIN (t))
1660         {
1661           sub = lookup_element (elt, TREE_PURPOSE (t), NULL, NO_INSERT);
1662           if (sub == NULL)
1663             continue;
1664           result &= generate_element_init (sub, TREE_VALUE (t), list_p);
1665         }
1666       break;
1667
1668     default:
1669       elt->visited = true;
1670       result = false;
1671     }
1672
1673   return result;
1674 }
1675
1676 /* Insert STMT on all the outgoing edges out of BB.  Note that if BB
1677    has more than one edge, STMT will be replicated for each edge.  Also,
1678    abnormal edges will be ignored.  */
1679
1680 void
1681 insert_edge_copies (tree stmt, basic_block bb)
1682 {
1683   edge e;
1684   bool first_copy;
1685
1686   first_copy = true;
1687   for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
1688     {
1689       /* We don't need to insert copies on abnormal edges.  The
1690          value of the scalar replacement is not guaranteed to
1691          be valid through an abnormal edge.  */
1692       if (!(e->flags & EDGE_ABNORMAL))
1693         {
1694           if (first_copy)
1695             {
1696               bsi_insert_on_edge (e, stmt);
1697               first_copy = false;
1698             }
1699           else
1700             bsi_insert_on_edge (e, lhd_unsave_expr_now (stmt));
1701         }
1702     }
1703 }
1704
1705 /* Helper function to insert LIST before BSI, and set up line number info.  */
1706
1707 static void
1708 sra_insert_before (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1709 {
1710   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1711
1712   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1713     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1714   bsi_insert_before (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1715 }
1716
1717 /* Similarly, but insert after BSI.  Handles insertion onto edges as well.  */
1718
1719 static void
1720 sra_insert_after (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1721 {
1722   tree stmt = bsi_stmt (*bsi);
1723
1724   if (EXPR_HAS_LOCATION (stmt))
1725     annotate_all_with_locus (&list, EXPR_LOCATION (stmt));
1726
1727   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
1728     insert_edge_copies (list, bsi->bb);
1729   else
1730     bsi_insert_after (bsi, list, BSI_SAME_STMT);
1731 }
1732
1733 /* Similarly, but replace the statement at BSI.  */
1734
1735 static void
1736 sra_replace (block_stmt_iterator *bsi, tree list)
1737 {
1738   sra_insert_before (bsi, list);
1739   bsi_remove (bsi);
1740   if (bsi_end_p (*bsi))
1741     *bsi = bsi_last (bsi->bb);
1742   else
1743     bsi_prev (bsi);
1744 }
1745
1746 /* Scalarize a USE.  To recap, this is either a simple reference to ELT,
1747    if elt is scalar, or some occurrence of ELT that requires a complete
1748    aggregate.  IS_OUTPUT is true if ELT is being modified.  */
1749
1750 static void
1751 scalarize_use (struct sra_elt *elt, tree *expr_p, block_stmt_iterator *bsi,
1752                bool is_output)
1753 {
1754   tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
1755
1756   if (elt->replacement)
1757     {
1758       /* If we have a replacement, then updating the reference is as
1759          simple as modifying the existing statement in place.  */
1760       if (is_output)
1761         mark_all_v_defs (stmt);
1762       *expr_p = elt->replacement;
1763       modify_stmt (stmt);
1764     }
1765   else
1766     {
1767       /* Otherwise we need some copies.  If ELT is being read, then we want
1768          to store all (modified) sub-elements back into the structure before
1769          the reference takes place.  If ELT is being written, then we want to
1770          load the changed values back into our shadow variables.  */
1771       /* ??? We don't check modified for reads, we just always write all of
1772          the values.  We should be able to record the SSA number of the VOP
1773          for which the values were last read.  If that number matches the
1774          SSA number of the VOP in the current statement, then we needn't
1775          emit an assignment.  This would also eliminate double writes when
1776          a structure is passed as more than one argument to a function call.
1777          This optimization would be most effective if sra_walk_function
1778          processed the blocks in dominator order.  */
1779
1780       generate_copy_inout (elt, is_output, generate_element_ref (elt), &list);
1781       if (list == NULL)
1782         return;
1783       if (is_output)
1784         {
1785           mark_all_v_defs (expr_first (list));
1786           sra_insert_after (bsi, list);
1787         }
1788       else
1789         sra_insert_before (bsi, list);
1790     }
1791 }
1792
1793 /* Scalarize a COPY.  To recap, this is an assignment statement between
1794    two scalarizable references, LHS_ELT and RHS_ELT.  */
1795
1796 static void
1797 scalarize_copy (struct sra_elt *lhs_elt, struct sra_elt *rhs_elt,
1798                 block_stmt_iterator *bsi)
1799 {
1800   tree list, stmt;
1801
1802   if (lhs_elt->replacement && rhs_elt->replacement)
1803     {
1804       /* If we have two scalar operands, modify the existing statement.  */
1805       stmt = bsi_stmt (*bsi);
1806
1807 #ifdef ENABLE_CHECKING
1808       /* See the commentary in sra_walk_function concerning
1809          RETURN_EXPR, and why we should never see one here.  */
1810       if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
1811         abort ();
1812 #endif
1813
1814       TREE_OPERAND (stmt, 0) = lhs_elt->replacement;
1815       TREE_OPERAND (stmt, 1) = rhs_elt->replacement;
1816       modify_stmt (stmt);
1817     }
1818   else if (lhs_elt->use_block_copy || rhs_elt->use_block_copy)
1819     {
1820       /* If either side requires a block copy, then sync the RHS back
1821          to the original structure, leave the original assignment 
1822          statement (which will perform the block copy), then load the
1823          LHS values out of its now-updated original structure.  */
1824       /* ??? Could perform a modified pair-wise element copy.  That
1825          would at least allow those elements that are instantiated in
1826          both structures to be optimized well.  */
1827
1828       list = NULL;
1829       generate_copy_inout (rhs_elt, false,
1830                            generate_element_ref (rhs_elt), &list);
1831       if (list)
1832         {
1833           mark_all_v_defs (expr_first (list));
1834           sra_insert_before (bsi, list);
1835         }
1836
1837       list = NULL;
1838       generate_copy_inout (lhs_elt, true,
1839                            generate_element_ref (lhs_elt), &list);
1840       if (list)
1841         sra_insert_after (bsi, list);
1842     }
1843   else
1844     {
1845       /* Otherwise both sides must be fully instantiated.  In which
1846          case perform pair-wise element assignments and replace the
1847          original block copy statement.  */
1848
1849       stmt = bsi_stmt (*bsi);
1850       mark_all_v_defs (stmt);
1851
1852       list = NULL;
1853       generate_element_copy (lhs_elt, rhs_elt, &list);
1854       if (list == NULL)
1855         abort ();
1856       sra_replace (bsi, list);
1857     }
1858 }
1859
1860 /* Scalarize an INIT.  To recap, this is an assignment to a scalarizable
1861    reference from some form of constructor: CONSTRUCTOR, COMPLEX_CST or
1862    COMPLEX_EXPR.  If RHS is NULL, it should be treated as an empty
1863    CONSTRUCTOR.  */
1864
1865 static void
1866 scalarize_init (struct sra_elt *lhs_elt, tree rhs, block_stmt_iterator *bsi)
1867 {
1868   bool result = true;
1869   tree list = NULL;
1870
1871   /* Generate initialization statements for all members extant in the RHS.  */
1872   if (rhs)
1873     {
1874       push_gimplify_context ();
1875       result = generate_element_init (lhs_elt, rhs, &list);
1876       pop_gimplify_context (NULL);
1877     }
1878
1879   /* CONSTRUCTOR is defined such that any member not mentioned is assigned
1880      a zero value.  Initialize the rest of the instantiated elements.  */
1881   generate_element_zero (lhs_elt, &list);
1882
1883   if (!result)
1884     {
1885       /* If we failed to convert the entire initializer, then we must
1886          leave the structure assignment in place and must load values
1887          from the structure into the slots for which we did not find
1888          constants.  The easiest way to do this is to generate a complete
1889          copy-out, and then follow that with the constant assignments
1890          that we were able to build.  DCE will clean things up.  */
1891       tree list0 = NULL;
1892       generate_copy_inout (lhs_elt, true, generate_element_ref (lhs_elt),
1893                            &list0);
1894       append_to_statement_list (list, &list0);
1895       list = list0;
1896     }
1897
1898   if (lhs_elt->use_block_copy || !result)
1899     {
1900       /* Since LHS is not fully instantiated, we must leave the structure
1901          assignment in place.  Treating this case differently from a USE
1902          exposes constants to later optimizations.  */
1903       if (list)
1904         {
1905           mark_all_v_defs (expr_first (list));
1906           sra_insert_after (bsi, list);
1907         }
1908     }
1909   else
1910     {
1911       /* The LHS is fully instantiated.  The list of initializations
1912          replaces the original structure assignment.  */
1913       if (!list)
1914         abort ();
1915       mark_all_v_defs (bsi_stmt (*bsi));
1916       sra_replace (bsi, list);
1917     }
1918 }
1919
1920 /* A subroutine of scalarize_ldst called via walk_tree.  Set TREE_NO_TRAP
1921    on all INDIRECT_REFs.  */
1922
1923 static tree
1924 mark_notrap (tree *tp, int *walk_subtrees, void *data ATTRIBUTE_UNUSED)
1925 {
1926   tree t = *tp;
1927
1928   if (TREE_CODE (t) == INDIRECT_REF)
1929     {
1930       TREE_THIS_NOTRAP (t) = 1;
1931       *walk_subtrees = 0;
1932     }
1933   else if (DECL_P (t) || TYPE_P (t))
1934     *walk_subtrees = 0;
1935
1936   return NULL;
1937 }
1938
1939 /* Scalarize a LDST.  To recap, this is an assignment between one scalarizable
1940    reference ELT and one non-scalarizable reference OTHER.  IS_OUTPUT is true
1941    if ELT is on the left-hand side.  */
1942
1943 static void
1944 scalarize_ldst (struct sra_elt *elt, tree other,
1945                 block_stmt_iterator *bsi, bool is_output)
1946 {
1947   /* Shouldn't have gotten called for a scalar.  */
1948   if (elt->replacement)
1949     abort ();
1950
1951   if (elt->use_block_copy)
1952     {
1953       /* Since ELT is not fully instantiated, we have to leave the
1954          block copy in place.  Treat this as a USE.  */
1955       scalarize_use (elt, NULL, bsi, is_output);
1956     }
1957   else
1958     {
1959       /* The interesting case is when ELT is fully instantiated.  In this
1960          case we can have each element stored/loaded directly to/from the
1961          corresponding slot in OTHER.  This avoids a block copy.  */
1962
1963       tree list = NULL, stmt = bsi_stmt (*bsi);
1964
1965       mark_all_v_defs (stmt);
1966       generate_copy_inout (elt, is_output, other, &list);
1967       if (list == NULL)
1968         abort ();
1969
1970       /* Preserve EH semantics.  */
1971       if (stmt_ends_bb_p (stmt))
1972         {
1973           tree_stmt_iterator tsi;
1974           tree first;
1975
1976           /* Extract the first statement from LIST.  */
1977           tsi = tsi_start (list);
1978           first = tsi_stmt (tsi);
1979           tsi_delink (&tsi);
1980
1981           /* Replace the old statement with this new representative.  */
1982           bsi_replace (bsi, first, true);
1983           
1984           if (!tsi_end_p (tsi))
1985             {
1986               /* If any reference would trap, then they all would.  And more
1987                  to the point, the first would.  Therefore none of the rest
1988                  will trap since the first didn't.  Indicate this by
1989                  iterating over the remaining statements and set
1990                  TREE_THIS_NOTRAP in all INDIRECT_REFs.  */
1991               do
1992                 {
1993                   walk_tree (tsi_stmt_ptr (tsi), mark_notrap, NULL, NULL);
1994                   tsi_next (&tsi);
1995                 }
1996               while (!tsi_end_p (tsi));
1997
1998               insert_edge_copies (list, bsi->bb);
1999             }
2000         }
2001       else
2002         sra_replace (bsi, list);
2003     }
2004 }
2005
2006 /* Generate initializations for all scalarizable parameters.  */
2007
2008 static void
2009 scalarize_parms (void)
2010 {
2011   tree list = NULL;
2012   size_t i;
2013
2014   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (needs_copy_in, 0, i,
2015     { 
2016       tree var = referenced_var (i);
2017       struct sra_elt *elt = lookup_element (NULL, var, NULL, NO_INSERT);
2018       generate_copy_inout (elt, true, var, &list);
2019     });
2020
2021   if (list)
2022     insert_edge_copies (list, ENTRY_BLOCK_PTR);
2023 }
2024
2025 /* Entry point to phase 4.  Update the function to match replacements.  */
2026
2027 static void
2028 scalarize_function (void)
2029 {
2030   static const struct sra_walk_fns fns = {
2031     scalarize_use, scalarize_copy, scalarize_init, scalarize_ldst, false
2032   };
2033
2034   sra_walk_function (&fns);
2035   scalarize_parms ();
2036   bsi_commit_edge_inserts (NULL);
2037 }
2038
2039 \f
2040 /* Debug helper function.  Print ELT in a nice human-readable format.  */
2041
2042 static void
2043 dump_sra_elt_name (FILE *f, struct sra_elt *elt)
2044 {
2045   if (elt->parent && TREE_CODE (elt->parent->type) == COMPLEX_TYPE)
2046     {
2047       fputs (elt->element == integer_zero_node ? "__real__ " : "__imag__ ", f);
2048       dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
2049     }
2050   else
2051     {
2052       if (elt->parent)
2053         dump_sra_elt_name (f, elt->parent);
2054       if (DECL_P (elt->element))
2055         {
2056           if (TREE_CODE (elt->element) == FIELD_DECL)
2057             fputc ('.', f);
2058           print_generic_expr (f, elt->element, dump_flags);
2059         }
2060       else
2061         fprintf (f, "[" HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC "]",
2062                  TREE_INT_CST_LOW (elt->element));
2063     }
2064 }
2065
2066 /* Likewise, but callable from the debugger.  */
2067
2068 void
2069 debug_sra_elt_name (struct sra_elt *elt)
2070 {
2071   dump_sra_elt_name (stderr, elt);
2072   fputc ('\n', stderr);
2073 }
2074
2075 /* Main entry point.  */
2076
2077 static void
2078 tree_sra (void)
2079 {
2080   /* Initialize local variables.  */
2081   gcc_obstack_init (&sra_obstack);
2082   sra_candidates = BITMAP_XMALLOC ();
2083   needs_copy_in = BITMAP_XMALLOC ();
2084   sra_type_decomp_cache = BITMAP_XMALLOC ();
2085   sra_type_inst_cache = BITMAP_XMALLOC ();
2086   sra_map = htab_create (101, sra_elt_hash, sra_elt_eq, NULL);
2087
2088   /* Scan.  If we find anything, instantiate and scalarize.  */
2089   if (find_candidates_for_sra ())
2090     {
2091       scan_function ();
2092       decide_instantiations ();
2093       scalarize_function ();
2094     }
2095
2096   /* Free allocated memory.  */
2097   htab_delete (sra_map);
2098   sra_map = NULL;
2099   BITMAP_XFREE (sra_candidates);
2100   BITMAP_XFREE (needs_copy_in);
2101   BITMAP_XFREE (sra_type_decomp_cache);
2102   BITMAP_XFREE (sra_type_inst_cache);
2103   obstack_free (&sra_obstack, NULL);
2104 }
2105
2106 static bool
2107 gate_sra (void)
2108 {
2109   return flag_tree_sra != 0;
2110 }
2111
2112 struct tree_opt_pass pass_sra = 
2113 {
2114   "sra",                                /* name */
2115   gate_sra,                             /* gate */
2116   tree_sra,                             /* execute */
2117   NULL,                                 /* sub */
2118   NULL,                                 /* next */
2119   0,                                    /* static_pass_number */
2120   TV_TREE_SRA,                          /* tv_id */
2121   PROP_cfg | PROP_ssa | PROP_alias,     /* properties_required */
2122   0,                                    /* properties_provided */
2123   0,                                    /* properties_destroyed */
2124   0,                                    /* todo_flags_start */
2125   TODO_dump_func | TODO_rename_vars
2126     | TODO_ggc_collect | TODO_verify_ssa  /* todo_flags_finish */
2127 };