OSDN Git Service

* ja.po: Update.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-im.c
1 /* Loop invariant motion.
2    Copyright (C) 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
8 under the terms of the GNU General Public License as published by the
9 Free Software Foundation; either version 3, or (at your option) any
10 later version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
13 ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "tm_p.h"
27 #include "basic-block.h"
28 #include "output.h"
29 #include "tree-pretty-print.h"
30 #include "gimple-pretty-print.h"
31 #include "tree-flow.h"
32 #include "tree-dump.h"
33 #include "timevar.h"
34 #include "cfgloop.h"
35 #include "domwalk.h"
36 #include "params.h"
37 #include "tree-pass.h"
38 #include "flags.h"
39 #include "hashtab.h"
40 #include "tree-affine.h"
41 #include "pointer-set.h"
42 #include "tree-ssa-propagate.h"
43
44 /* TODO:  Support for predicated code motion.  I.e.
45
46    while (1)
47      {
48        if (cond)
49          {
50            a = inv;
51            something;
52          }
53      }
54
55    Where COND and INV are is invariants, but evaluating INV may trap or be
56    invalid from some other reason if !COND.  This may be transformed to
57
58    if (cond)
59      a = inv;
60    while (1)
61      {
62        if (cond)
63          something;
64      }  */
65
66 /* A type for the list of statements that have to be moved in order to be able
67    to hoist an invariant computation.  */
68
69 struct depend
70 {
71   gimple stmt;
72   struct depend *next;
73 };
74
75 /* The auxiliary data kept for each statement.  */
76
77 struct lim_aux_data
78 {
79   struct loop *max_loop;        /* The outermost loop in that the statement
80                                    is invariant.  */
81
82   struct loop *tgt_loop;        /* The loop out of that we want to move the
83                                    invariant.  */
84
85   struct loop *always_executed_in;
86                                 /* The outermost loop for that we are sure
87                                    the statement is executed if the loop
88                                    is entered.  */
89
90   unsigned cost;                /* Cost of the computation performed by the
91                                    statement.  */
92
93   struct depend *depends;       /* List of statements that must be also hoisted
94                                    out of the loop when this statement is
95                                    hoisted; i.e. those that define the operands
96                                    of the statement and are inside of the
97                                    MAX_LOOP loop.  */
98 };
99
100 /* Maps statements to their lim_aux_data.  */
101
102 static struct pointer_map_t *lim_aux_data_map;
103
104 /* Description of a memory reference location.  */
105
106 typedef struct mem_ref_loc
107 {
108   tree *ref;                    /* The reference itself.  */
109   gimple stmt;                  /* The statement in that it occurs.  */
110 } *mem_ref_loc_p;
111
112 DEF_VEC_P(mem_ref_loc_p);
113 DEF_VEC_ALLOC_P(mem_ref_loc_p, heap);
114
115 /* The list of memory reference locations in a loop.  */
116
117 typedef struct mem_ref_locs
118 {
119   VEC (mem_ref_loc_p, heap) *locs;
120 } *mem_ref_locs_p;
121
122 DEF_VEC_P(mem_ref_locs_p);
123 DEF_VEC_ALLOC_P(mem_ref_locs_p, heap);
124
125 /* Description of a memory reference.  */
126
127 typedef struct mem_ref
128 {
129   tree mem;                     /* The memory itself.  */
130   unsigned id;                  /* ID assigned to the memory reference
131                                    (its index in memory_accesses.refs_list)  */
132   hashval_t hash;               /* Its hash value.  */
133   bitmap stored;                /* The set of loops in that this memory location
134                                    is stored to.  */
135   VEC (mem_ref_locs_p, heap) *accesses_in_loop;
136                                 /* The locations of the accesses.  Vector
137                                    indexed by the loop number.  */
138   bitmap vops;                  /* Vops corresponding to this memory
139                                    location.  */
140
141   /* The following sets are computed on demand.  We keep both set and
142      its complement, so that we know whether the information was
143      already computed or not.  */
144   bitmap indep_loop;            /* The set of loops in that the memory
145                                    reference is independent, meaning:
146                                    If it is stored in the loop, this store
147                                      is independent on all other loads and
148                                      stores.
149                                    If it is only loaded, then it is independent
150                                      on all stores in the loop.  */
151   bitmap dep_loop;              /* The complement of INDEP_LOOP.  */
152
153   bitmap indep_ref;             /* The set of memory references on that
154                                    this reference is independent.  */
155   bitmap dep_ref;               /* The complement of DEP_REF.  */
156 } *mem_ref_p;
157
158 DEF_VEC_P(mem_ref_p);
159 DEF_VEC_ALLOC_P(mem_ref_p, heap);
160
161 DEF_VEC_P(bitmap);
162 DEF_VEC_ALLOC_P(bitmap, heap);
163
164 DEF_VEC_P(htab_t);
165 DEF_VEC_ALLOC_P(htab_t, heap);
166
167 /* Description of memory accesses in loops.  */
168
169 static struct
170 {
171   /* The hash table of memory references accessed in loops.  */
172   htab_t refs;
173
174   /* The list of memory references.  */
175   VEC (mem_ref_p, heap) *refs_list;
176
177   /* The set of memory references accessed in each loop.  */
178   VEC (bitmap, heap) *refs_in_loop;
179
180   /* The set of memory references accessed in each loop, including
181      subloops.  */
182   VEC (bitmap, heap) *all_refs_in_loop;
183
184   /* The set of virtual operands clobbered in a given loop.  */
185   VEC (bitmap, heap) *clobbered_vops;
186
187   /* Map from the pair (loop, virtual operand) to the set of refs that
188      touch the virtual operand in the loop.  */
189   VEC (htab_t, heap) *vop_ref_map;
190
191   /* Cache for expanding memory addresses.  */
192   struct pointer_map_t *ttae_cache;
193 } memory_accesses;
194
195 static bool ref_indep_loop_p (struct loop *, mem_ref_p);
196
197 /* Minimum cost of an expensive expression.  */
198 #define LIM_EXPENSIVE ((unsigned) PARAM_VALUE (PARAM_LIM_EXPENSIVE))
199
200 /* The outermost loop for that execution of the header guarantees that the
201    block will be executed.  */
202 #define ALWAYS_EXECUTED_IN(BB) ((struct loop *) (BB)->aux)
203
204 static struct lim_aux_data *
205 init_lim_data (gimple stmt)
206 {
207   void **p = pointer_map_insert (lim_aux_data_map, stmt);
208
209   *p = XCNEW (struct lim_aux_data);
210   return (struct lim_aux_data *) *p;
211 }
212
213 static struct lim_aux_data *
214 get_lim_data (gimple stmt)
215 {
216   void **p = pointer_map_contains (lim_aux_data_map, stmt);
217   if (!p)
218     return NULL;
219
220   return (struct lim_aux_data *) *p;
221 }
222
223 /* Releases the memory occupied by DATA.  */
224
225 static void
226 free_lim_aux_data (struct lim_aux_data *data)
227 {
228   struct depend *dep, *next;
229
230   for (dep = data->depends; dep; dep = next)
231     {
232       next = dep->next;
233       free (dep);
234     }
235   free (data);
236 }
237
238 static void
239 clear_lim_data (gimple stmt)
240 {
241   void **p = pointer_map_contains (lim_aux_data_map, stmt);
242   if (!p)
243     return;
244
245   free_lim_aux_data ((struct lim_aux_data *) *p);
246   *p = NULL;
247 }
248
249 /* Calls CBCK for each index in memory reference ADDR_P.  There are two
250    kinds situations handled; in each of these cases, the memory reference
251    and DATA are passed to the callback:
252
253    Access to an array: ARRAY_{RANGE_}REF (base, index).  In this case we also
254    pass the pointer to the index to the callback.
255
256    Pointer dereference: INDIRECT_REF (addr).  In this case we also pass the
257    pointer to addr to the callback.
258
259    If the callback returns false, the whole search stops and false is returned.
260    Otherwise the function returns true after traversing through the whole
261    reference *ADDR_P.  */
262
263 bool
264 for_each_index (tree *addr_p, bool (*cbck) (tree, tree *, void *), void *data)
265 {
266   tree *nxt, *idx;
267
268   for (; ; addr_p = nxt)
269     {
270       switch (TREE_CODE (*addr_p))
271         {
272         case SSA_NAME:
273           return cbck (*addr_p, addr_p, data);
274
275         case MEM_REF:
276           nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
277           return cbck (*addr_p, nxt, data);
278
279         case BIT_FIELD_REF:
280         case VIEW_CONVERT_EXPR:
281         case REALPART_EXPR:
282         case IMAGPART_EXPR:
283           nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
284           break;
285
286         case COMPONENT_REF:
287           /* If the component has varying offset, it behaves like index
288              as well.  */
289           idx = &TREE_OPERAND (*addr_p, 2);
290           if (*idx
291               && !cbck (*addr_p, idx, data))
292             return false;
293
294           nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
295           break;
296
297         case ARRAY_REF:
298         case ARRAY_RANGE_REF:
299           nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
300           if (!cbck (*addr_p, &TREE_OPERAND (*addr_p, 1), data))
301             return false;
302           break;
303
304         case VAR_DECL:
305         case PARM_DECL:
306         case STRING_CST:
307         case RESULT_DECL:
308         case VECTOR_CST:
309         case COMPLEX_CST:
310         case INTEGER_CST:
311         case REAL_CST:
312         case FIXED_CST:
313         case CONSTRUCTOR:
314           return true;
315
316         case ADDR_EXPR:
317           gcc_assert (is_gimple_min_invariant (*addr_p));
318           return true;
319
320         case TARGET_MEM_REF:
321           idx = &TMR_BASE (*addr_p);
322           if (*idx
323               && !cbck (*addr_p, idx, data))
324             return false;
325           idx = &TMR_INDEX (*addr_p);
326           if (*idx
327               && !cbck (*addr_p, idx, data))
328             return false;
329           idx = &TMR_INDEX2 (*addr_p);
330           if (*idx
331               && !cbck (*addr_p, idx, data))
332             return false;
333           return true;
334
335         default:
336           gcc_unreachable ();
337         }
338     }
339 }
340
341 /* If it is possible to hoist the statement STMT unconditionally,
342    returns MOVE_POSSIBLE.
343    If it is possible to hoist the statement STMT, but we must avoid making
344    it executed if it would not be executed in the original program (e.g.
345    because it may trap), return MOVE_PRESERVE_EXECUTION.
346    Otherwise return MOVE_IMPOSSIBLE.  */
347
348 enum move_pos
349 movement_possibility (gimple stmt)
350 {
351   tree lhs;
352   enum move_pos ret = MOVE_POSSIBLE;
353
354   if (flag_unswitch_loops
355       && gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
356     {
357       /* If we perform unswitching, force the operands of the invariant
358          condition to be moved out of the loop.  */
359       return MOVE_POSSIBLE;
360     }
361
362   if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PHI
363       && gimple_phi_num_args (stmt) <= 2
364       && is_gimple_reg (gimple_phi_result (stmt))
365       && !SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (gimple_phi_result (stmt)))
366     return MOVE_POSSIBLE;
367
368   if (gimple_get_lhs (stmt) == NULL_TREE)
369     return MOVE_IMPOSSIBLE;
370
371   if (gimple_vdef (stmt))
372     return MOVE_IMPOSSIBLE;
373
374   if (stmt_ends_bb_p (stmt)
375       || gimple_has_volatile_ops (stmt)
376       || gimple_has_side_effects (stmt)
377       || stmt_could_throw_p (stmt))
378     return MOVE_IMPOSSIBLE;
379
380   if (is_gimple_call (stmt))
381     {
382       /* While pure or const call is guaranteed to have no side effects, we
383          cannot move it arbitrarily.  Consider code like
384
385          char *s = something ();
386
387          while (1)
388            {
389              if (s)
390                t = strlen (s);
391              else
392                t = 0;
393            }
394
395          Here the strlen call cannot be moved out of the loop, even though
396          s is invariant.  In addition to possibly creating a call with
397          invalid arguments, moving out a function call that is not executed
398          may cause performance regressions in case the call is costly and
399          not executed at all.  */
400       ret = MOVE_PRESERVE_EXECUTION;
401       lhs = gimple_call_lhs (stmt);
402     }
403   else if (is_gimple_assign (stmt))
404     lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
405   else
406     return MOVE_IMPOSSIBLE;
407
408   if (TREE_CODE (lhs) == SSA_NAME
409       && SSA_NAME_OCCURS_IN_ABNORMAL_PHI (lhs))
410     return MOVE_IMPOSSIBLE;
411
412   if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME
413       || gimple_could_trap_p (stmt))
414     return MOVE_PRESERVE_EXECUTION;
415
416   return ret;
417 }
418
419 /* Suppose that operand DEF is used inside the LOOP.  Returns the outermost
420    loop to that we could move the expression using DEF if it did not have
421    other operands, i.e. the outermost loop enclosing LOOP in that the value
422    of DEF is invariant.  */
423
424 static struct loop *
425 outermost_invariant_loop (tree def, struct loop *loop)
426 {
427   gimple def_stmt;
428   basic_block def_bb;
429   struct loop *max_loop;
430   struct lim_aux_data *lim_data;
431
432   if (!def)
433     return superloop_at_depth (loop, 1);
434
435   if (TREE_CODE (def) != SSA_NAME)
436     {
437       gcc_assert (is_gimple_min_invariant (def));
438       return superloop_at_depth (loop, 1);
439     }
440
441   def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (def);
442   def_bb = gimple_bb (def_stmt);
443   if (!def_bb)
444     return superloop_at_depth (loop, 1);
445
446   max_loop = find_common_loop (loop, def_bb->loop_father);
447
448   lim_data = get_lim_data (def_stmt);
449   if (lim_data != NULL && lim_data->max_loop != NULL)
450     max_loop = find_common_loop (max_loop,
451                                  loop_outer (lim_data->max_loop));
452   if (max_loop == loop)
453     return NULL;
454   max_loop = superloop_at_depth (loop, loop_depth (max_loop) + 1);
455
456   return max_loop;
457 }
458
459 /* DATA is a structure containing information associated with a statement
460    inside LOOP.  DEF is one of the operands of this statement.
461
462    Find the outermost loop enclosing LOOP in that value of DEF is invariant
463    and record this in DATA->max_loop field.  If DEF itself is defined inside
464    this loop as well (i.e. we need to hoist it out of the loop if we want
465    to hoist the statement represented by DATA), record the statement in that
466    DEF is defined to the DATA->depends list.  Additionally if ADD_COST is true,
467    add the cost of the computation of DEF to the DATA->cost.
468
469    If DEF is not invariant in LOOP, return false.  Otherwise return TRUE.  */
470
471 static bool
472 add_dependency (tree def, struct lim_aux_data *data, struct loop *loop,
473                 bool add_cost)
474 {
475   gimple def_stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (def);
476   basic_block def_bb = gimple_bb (def_stmt);
477   struct loop *max_loop;
478   struct depend *dep;
479   struct lim_aux_data *def_data;
480
481   if (!def_bb)
482     return true;
483
484   max_loop = outermost_invariant_loop (def, loop);
485   if (!max_loop)
486     return false;
487
488   if (flow_loop_nested_p (data->max_loop, max_loop))
489     data->max_loop = max_loop;
490
491   def_data = get_lim_data (def_stmt);
492   if (!def_data)
493     return true;
494
495   if (add_cost
496       /* Only add the cost if the statement defining DEF is inside LOOP,
497          i.e. if it is likely that by moving the invariants dependent
498          on it, we will be able to avoid creating a new register for
499          it (since it will be only used in these dependent invariants).  */
500       && def_bb->loop_father == loop)
501     data->cost += def_data->cost;
502
503   dep = XNEW (struct depend);
504   dep->stmt = def_stmt;
505   dep->next = data->depends;
506   data->depends = dep;
507
508   return true;
509 }
510
511 /* Returns an estimate for a cost of statement STMT.  TODO -- the values here
512    are just ad-hoc constants.  The estimates should be based on target-specific
513    values.  */
514
515 static unsigned
516 stmt_cost (gimple stmt)
517 {
518   tree fndecl;
519   unsigned cost = 1;
520
521   /* Always try to create possibilities for unswitching.  */
522   if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND
523       || gimple_code (stmt) == GIMPLE_PHI)
524     return LIM_EXPENSIVE;
525
526   /* Hoisting memory references out should almost surely be a win.  */
527   if (gimple_references_memory_p (stmt))
528     cost += 20;
529
530   if (is_gimple_call (stmt))
531     {
532       /* We should be hoisting calls if possible.  */
533
534       /* Unless the call is a builtin_constant_p; this always folds to a
535          constant, so moving it is useless.  */
536       fndecl = gimple_call_fndecl (stmt);
537       if (fndecl
538           && DECL_BUILT_IN_CLASS (fndecl) == BUILT_IN_NORMAL
539           && DECL_FUNCTION_CODE (fndecl) == BUILT_IN_CONSTANT_P)
540         return 0;
541
542       return cost + 20;
543     }
544
545   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
546     return cost;
547
548   switch (gimple_assign_rhs_code (stmt))
549     {
550     case MULT_EXPR:
551     case TRUNC_DIV_EXPR:
552     case CEIL_DIV_EXPR:
553     case FLOOR_DIV_EXPR:
554     case ROUND_DIV_EXPR:
555     case EXACT_DIV_EXPR:
556     case CEIL_MOD_EXPR:
557     case FLOOR_MOD_EXPR:
558     case ROUND_MOD_EXPR:
559     case TRUNC_MOD_EXPR:
560     case RDIV_EXPR:
561       /* Division and multiplication are usually expensive.  */
562       cost += 20;
563       break;
564
565     case LSHIFT_EXPR:
566     case RSHIFT_EXPR:
567       cost += 20;
568       break;
569
570     default:
571       break;
572     }
573
574   return cost;
575 }
576
577 /* Finds the outermost loop between OUTER and LOOP in that the memory reference
578    REF is independent.  If REF is not independent in LOOP, NULL is returned
579    instead.  */
580
581 static struct loop *
582 outermost_indep_loop (struct loop *outer, struct loop *loop, mem_ref_p ref)
583 {
584   struct loop *aloop;
585
586   if (bitmap_bit_p (ref->stored, loop->num))
587     return NULL;
588
589   for (aloop = outer;
590        aloop != loop;
591        aloop = superloop_at_depth (loop, loop_depth (aloop) + 1))
592     if (!bitmap_bit_p (ref->stored, aloop->num)
593         && ref_indep_loop_p (aloop, ref))
594       return aloop;
595
596   if (ref_indep_loop_p (loop, ref))
597     return loop;
598   else
599     return NULL;
600 }
601
602 /* If there is a simple load or store to a memory reference in STMT, returns
603    the location of the memory reference, and sets IS_STORE according to whether
604    it is a store or load.  Otherwise, returns NULL.  */
605
606 static tree *
607 simple_mem_ref_in_stmt (gimple stmt, bool *is_store)
608 {
609   tree *lhs;
610   enum tree_code code;
611
612   /* Recognize MEM = (SSA_NAME | invariant) and SSA_NAME = MEM patterns.  */
613   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_ASSIGN)
614     return NULL;
615
616   code = gimple_assign_rhs_code (stmt);
617
618   lhs = gimple_assign_lhs_ptr (stmt);
619
620   if (TREE_CODE (*lhs) == SSA_NAME)
621     {
622       if (get_gimple_rhs_class (code) != GIMPLE_SINGLE_RHS
623           || !is_gimple_addressable (gimple_assign_rhs1 (stmt)))
624         return NULL;
625
626       *is_store = false;
627       return gimple_assign_rhs1_ptr (stmt);
628     }
629   else if (code == SSA_NAME
630            || (get_gimple_rhs_class (code) == GIMPLE_SINGLE_RHS
631                && is_gimple_min_invariant (gimple_assign_rhs1 (stmt))))
632     {
633       *is_store = true;
634       return lhs;
635     }
636   else
637     return NULL;
638 }
639
640 /* Returns the memory reference contained in STMT.  */
641
642 static mem_ref_p
643 mem_ref_in_stmt (gimple stmt)
644 {
645   bool store;
646   tree *mem = simple_mem_ref_in_stmt (stmt, &store);
647   hashval_t hash;
648   mem_ref_p ref;
649
650   if (!mem)
651     return NULL;
652   gcc_assert (!store);
653
654   hash = iterative_hash_expr (*mem, 0);
655   ref = (mem_ref_p) htab_find_with_hash (memory_accesses.refs, *mem, hash);
656
657   gcc_assert (ref != NULL);
658   return ref;
659 }
660
661 /* From a controlling predicate in DOM determine the arguments from
662    the PHI node PHI that are chosen if the predicate evaluates to
663    true and false and store them to *TRUE_ARG_P and *FALSE_ARG_P if
664    they are non-NULL.  Returns true if the arguments can be determined,
665    else return false.  */
666
667 static bool
668 extract_true_false_args_from_phi (basic_block dom, gimple phi,
669                                   tree *true_arg_p, tree *false_arg_p)
670 {
671   basic_block bb = gimple_bb (phi);
672   edge true_edge, false_edge, tem;
673   tree arg0 = NULL_TREE, arg1 = NULL_TREE;
674
675   /* We have to verify that one edge into the PHI node is dominated
676      by the true edge of the predicate block and the other edge
677      dominated by the false edge.  This ensures that the PHI argument
678      we are going to take is completely determined by the path we
679      take from the predicate block.  */
680   extract_true_false_edges_from_block (dom, &true_edge, &false_edge);
681   tem = EDGE_PRED (bb, 0);
682   if (tem == true_edge
683       || tem->src == true_edge->dest
684       || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
685                          tem->src, true_edge->dest))
686     arg0 = PHI_ARG_DEF (phi, tem->dest_idx);
687   else if (tem == false_edge
688            || tem->src == false_edge->dest
689            || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
690                               tem->src, false_edge->dest))
691     arg1 = PHI_ARG_DEF (phi, tem->dest_idx);
692   else
693     return false;
694   tem = EDGE_PRED (bb, 1);
695   if (tem == true_edge
696       || tem->src == true_edge->dest
697       || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
698                          tem->src, true_edge->dest))
699     arg0 = PHI_ARG_DEF (phi, tem->dest_idx);
700   else if (tem == false_edge
701            || tem->src == false_edge->dest
702            || dominated_by_p (CDI_DOMINATORS,
703                               tem->src, false_edge->dest))
704     arg1 = PHI_ARG_DEF (phi, tem->dest_idx);
705   else
706     return false;
707   if (!arg0 || !arg1)
708     return false;
709
710   if (true_arg_p)
711     *true_arg_p = arg0;
712   if (false_arg_p)
713     *false_arg_p = arg1;
714
715   return true;
716 }
717
718 /* Determine the outermost loop to that it is possible to hoist a statement
719    STMT and store it to LIM_DATA (STMT)->max_loop.  To do this we determine
720    the outermost loop in that the value computed by STMT is invariant.
721    If MUST_PRESERVE_EXEC is true, additionally choose such a loop that
722    we preserve the fact whether STMT is executed.  It also fills other related
723    information to LIM_DATA (STMT).
724
725    The function returns false if STMT cannot be hoisted outside of the loop it
726    is defined in, and true otherwise.  */
727
728 static bool
729 determine_max_movement (gimple stmt, bool must_preserve_exec)
730 {
731   basic_block bb = gimple_bb (stmt);
732   struct loop *loop = bb->loop_father;
733   struct loop *level;
734   struct lim_aux_data *lim_data = get_lim_data (stmt);
735   tree val;
736   ssa_op_iter iter;
737
738   if (must_preserve_exec)
739     level = ALWAYS_EXECUTED_IN (bb);
740   else
741     level = superloop_at_depth (loop, 1);
742   lim_data->max_loop = level;
743
744   if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_PHI)
745     {
746       use_operand_p use_p;
747       unsigned min_cost = UINT_MAX;
748       unsigned total_cost = 0;
749       struct lim_aux_data *def_data;
750
751       /* We will end up promoting dependencies to be unconditionally
752          evaluated.  For this reason the PHI cost (and thus the
753          cost we remove from the loop by doing the invariant motion)
754          is that of the cheapest PHI argument dependency chain.  */
755       FOR_EACH_PHI_ARG (use_p, stmt, iter, SSA_OP_USE)
756         {
757           val = USE_FROM_PTR (use_p);
758           if (TREE_CODE (val) != SSA_NAME)
759             continue;
760           if (!add_dependency (val, lim_data, loop, false))
761             return false;
762           def_data = get_lim_data (SSA_NAME_DEF_STMT (val));
763           if (def_data)
764             {
765               min_cost = MIN (min_cost, def_data->cost);
766               total_cost += def_data->cost;
767             }
768         }
769
770       lim_data->cost += min_cost;
771
772       if (gimple_phi_num_args (stmt) > 1)
773         {
774           basic_block dom = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb);
775           gimple cond;
776           if (gsi_end_p (gsi_last_bb (dom)))
777             return false;
778           cond = gsi_stmt (gsi_last_bb (dom));
779           if (gimple_code (cond) != GIMPLE_COND)
780             return false;
781           /* Verify that this is an extended form of a diamond and
782              the PHI arguments are completely controlled by the
783              predicate in DOM.  */
784           if (!extract_true_false_args_from_phi (dom, stmt, NULL, NULL))
785             return false;
786
787           /* Fold in dependencies and cost of the condition.  */
788           FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (val, cond, iter, SSA_OP_USE)
789             {
790               if (!add_dependency (val, lim_data, loop, false))
791                 return false;
792               def_data = get_lim_data (SSA_NAME_DEF_STMT (val));
793               if (def_data)
794                 total_cost += def_data->cost;
795             }
796
797           /* We want to avoid unconditionally executing very expensive
798              operations.  As costs for our dependencies cannot be
799              negative just claim we are not invariand for this case.
800              We also are not sure whether the control-flow inside the
801              loop will vanish.  */
802           if (total_cost - min_cost >= 2 * LIM_EXPENSIVE
803               && !(min_cost != 0
804                    && total_cost / min_cost <= 2))
805             return false;
806
807           /* Assume that the control-flow in the loop will vanish.
808              ???  We should verify this and not artificially increase
809              the cost if that is not the case.  */
810           lim_data->cost += stmt_cost (stmt);
811         }
812
813       return true;
814     }
815   else
816     FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (val, stmt, iter, SSA_OP_USE)
817       if (!add_dependency (val, lim_data, loop, true))
818         return false;
819
820   if (gimple_vuse (stmt))
821     {
822       mem_ref_p ref = mem_ref_in_stmt (stmt);
823
824       if (ref)
825         {
826           lim_data->max_loop
827                   = outermost_indep_loop (lim_data->max_loop, loop, ref);
828           if (!lim_data->max_loop)
829             return false;
830         }
831       else
832         {
833           if ((val = gimple_vuse (stmt)) != NULL_TREE)
834             {
835               if (!add_dependency (val, lim_data, loop, false))
836                 return false;
837             }
838         }
839     }
840
841   lim_data->cost += stmt_cost (stmt);
842
843   return true;
844 }
845
846 /* Suppose that some statement in ORIG_LOOP is hoisted to the loop LEVEL,
847    and that one of the operands of this statement is computed by STMT.
848    Ensure that STMT (together with all the statements that define its
849    operands) is hoisted at least out of the loop LEVEL.  */
850
851 static void
852 set_level (gimple stmt, struct loop *orig_loop, struct loop *level)
853 {
854   struct loop *stmt_loop = gimple_bb (stmt)->loop_father;
855   struct depend *dep;
856   struct lim_aux_data *lim_data;
857
858   stmt_loop = find_common_loop (orig_loop, stmt_loop);
859   lim_data = get_lim_data (stmt);
860   if (lim_data != NULL && lim_data->tgt_loop != NULL)
861     stmt_loop = find_common_loop (stmt_loop,
862                                   loop_outer (lim_data->tgt_loop));
863   if (flow_loop_nested_p (stmt_loop, level))
864     return;
865
866   gcc_assert (level == lim_data->max_loop
867               || flow_loop_nested_p (lim_data->max_loop, level));
868
869   lim_data->tgt_loop = level;
870   for (dep = lim_data->depends; dep; dep = dep->next)
871     set_level (dep->stmt, orig_loop, level);
872 }
873
874 /* Determines an outermost loop from that we want to hoist the statement STMT.
875    For now we chose the outermost possible loop.  TODO -- use profiling
876    information to set it more sanely.  */
877
878 static void
879 set_profitable_level (gimple stmt)
880 {
881   set_level (stmt, gimple_bb (stmt)->loop_father, get_lim_data (stmt)->max_loop);
882 }
883
884 /* Returns true if STMT is a call that has side effects.  */
885
886 static bool
887 nonpure_call_p (gimple stmt)
888 {
889   if (gimple_code (stmt) != GIMPLE_CALL)
890     return false;
891
892   return gimple_has_side_effects (stmt);
893 }
894
895 /* Rewrite a/b to a*(1/b).  Return the invariant stmt to process.  */
896
897 static gimple
898 rewrite_reciprocal (gimple_stmt_iterator *bsi)
899 {
900   gimple stmt, stmt1, stmt2;
901   tree var, name, lhs, type;
902   tree real_one;
903   gimple_stmt_iterator gsi;
904
905   stmt = gsi_stmt (*bsi);
906   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
907   type = TREE_TYPE (lhs);
908
909   var = create_tmp_var (type, "reciptmp");
910   add_referenced_var (var);
911   DECL_GIMPLE_REG_P (var) = 1;
912
913   real_one = build_one_cst (type);
914
915   stmt1 = gimple_build_assign_with_ops (RDIV_EXPR,
916                 var, real_one, gimple_assign_rhs2 (stmt));
917   name = make_ssa_name (var, stmt1);
918   gimple_assign_set_lhs (stmt1, name);
919
920   stmt2 = gimple_build_assign_with_ops (MULT_EXPR, lhs, name,
921                                         gimple_assign_rhs1 (stmt));
922
923   /* Replace division stmt with reciprocal and multiply stmts.
924      The multiply stmt is not invariant, so update iterator
925      and avoid rescanning.  */
926   gsi = *bsi;
927   gsi_insert_before (bsi, stmt1, GSI_NEW_STMT);
928   gsi_replace (&gsi, stmt2, true);
929
930   /* Continue processing with invariant reciprocal statement.  */
931   return stmt1;
932 }
933
934 /* Check if the pattern at *BSI is a bittest of the form
935    (A >> B) & 1 != 0 and in this case rewrite it to A & (1 << B) != 0.  */
936
937 static gimple
938 rewrite_bittest (gimple_stmt_iterator *bsi)
939 {
940   gimple stmt, use_stmt, stmt1, stmt2;
941   tree lhs, var, name, t, a, b;
942   use_operand_p use;
943
944   stmt = gsi_stmt (*bsi);
945   lhs = gimple_assign_lhs (stmt);
946
947   /* Verify that the single use of lhs is a comparison against zero.  */
948   if (TREE_CODE (lhs) != SSA_NAME
949       || !single_imm_use (lhs, &use, &use_stmt)
950       || gimple_code (use_stmt) != GIMPLE_COND)
951     return stmt;
952   if (gimple_cond_lhs (use_stmt) != lhs
953       || (gimple_cond_code (use_stmt) != NE_EXPR
954           && gimple_cond_code (use_stmt) != EQ_EXPR)
955       || !integer_zerop (gimple_cond_rhs (use_stmt)))
956     return stmt;
957
958   /* Get at the operands of the shift.  The rhs is TMP1 & 1.  */
959   stmt1 = SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_assign_rhs1 (stmt));
960   if (gimple_code (stmt1) != GIMPLE_ASSIGN)
961     return stmt;
962
963   /* There is a conversion in between possibly inserted by fold.  */
964   if (CONVERT_EXPR_CODE_P (gimple_assign_rhs_code (stmt1)))
965     {
966       t = gimple_assign_rhs1 (stmt1);
967       if (TREE_CODE (t) != SSA_NAME
968           || !has_single_use (t))
969         return stmt;
970       stmt1 = SSA_NAME_DEF_STMT (t);
971       if (gimple_code (stmt1) != GIMPLE_ASSIGN)
972         return stmt;
973     }
974
975   /* Verify that B is loop invariant but A is not.  Verify that with
976      all the stmt walking we are still in the same loop.  */
977   if (gimple_assign_rhs_code (stmt1) != RSHIFT_EXPR
978       || loop_containing_stmt (stmt1) != loop_containing_stmt (stmt))
979     return stmt;
980
981   a = gimple_assign_rhs1 (stmt1);
982   b = gimple_assign_rhs2 (stmt1);
983
984   if (outermost_invariant_loop (b, loop_containing_stmt (stmt1)) != NULL
985       && outermost_invariant_loop (a, loop_containing_stmt (stmt1)) == NULL)
986     {
987       gimple_stmt_iterator rsi;
988
989       /* 1 << B */
990       var = create_tmp_var (TREE_TYPE (a), "shifttmp");
991       add_referenced_var (var);
992       t = fold_build2 (LSHIFT_EXPR, TREE_TYPE (a),
993                        build_int_cst (TREE_TYPE (a), 1), b);
994       stmt1 = gimple_build_assign (var, t);
995       name = make_ssa_name (var, stmt1);
996       gimple_assign_set_lhs (stmt1, name);
997
998       /* A & (1 << B) */
999       t = fold_build2 (BIT_AND_EXPR, TREE_TYPE (a), a, name);
1000       stmt2 = gimple_build_assign (var, t);
1001       name = make_ssa_name (var, stmt2);
1002       gimple_assign_set_lhs (stmt2, name);
1003
1004       /* Replace the SSA_NAME we compare against zero.  Adjust
1005          the type of zero accordingly.  */
1006       SET_USE (use, name);
1007       gimple_cond_set_rhs (use_stmt, build_int_cst_type (TREE_TYPE (name), 0));
1008
1009       /* Don't use gsi_replace here, none of the new assignments sets
1010          the variable originally set in stmt.  Move bsi to stmt1, and
1011          then remove the original stmt, so that we get a chance to
1012          retain debug info for it.  */
1013       rsi = *bsi;
1014       gsi_insert_before (bsi, stmt1, GSI_NEW_STMT);
1015       gsi_insert_before (&rsi, stmt2, GSI_SAME_STMT);
1016       gsi_remove (&rsi, true);
1017
1018       return stmt1;
1019     }
1020
1021   return stmt;
1022 }
1023
1024
1025 /* Determine the outermost loops in that statements in basic block BB are
1026    invariant, and record them to the LIM_DATA associated with the statements.
1027    Callback for walk_dominator_tree.  */
1028
1029 static void
1030 determine_invariantness_stmt (struct dom_walk_data *dw_data ATTRIBUTE_UNUSED,
1031                               basic_block bb)
1032 {
1033   enum move_pos pos;
1034   gimple_stmt_iterator bsi;
1035   gimple stmt;
1036   bool maybe_never = ALWAYS_EXECUTED_IN (bb) == NULL;
1037   struct loop *outermost = ALWAYS_EXECUTED_IN (bb);
1038   struct lim_aux_data *lim_data;
1039
1040   if (!loop_outer (bb->loop_father))
1041     return;
1042
1043   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1044     fprintf (dump_file, "Basic block %d (loop %d -- depth %d):\n\n",
1045              bb->index, bb->loop_father->num, loop_depth (bb->loop_father));
1046
1047   /* Look at PHI nodes, but only if there is at most two.
1048      ???  We could relax this further by post-processing the inserted
1049      code and transforming adjacent cond-exprs with the same predicate
1050      to control flow again.  */
1051   bsi = gsi_start_phis (bb);
1052   if (!gsi_end_p (bsi)
1053       && ((gsi_next (&bsi), gsi_end_p (bsi))
1054           || (gsi_next (&bsi), gsi_end_p (bsi))))
1055     for (bsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (bsi); gsi_next (&bsi))
1056       {
1057         stmt = gsi_stmt (bsi);
1058
1059         pos = movement_possibility (stmt);
1060         if (pos == MOVE_IMPOSSIBLE)
1061           continue;
1062
1063         lim_data = init_lim_data (stmt);
1064         lim_data->always_executed_in = outermost;
1065
1066         if (!determine_max_movement (stmt, false))
1067           {
1068             lim_data->max_loop = NULL;
1069             continue;
1070           }
1071
1072         if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1073           {
1074             print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 2, 0);
1075             fprintf (dump_file, "  invariant up to level %d, cost %d.\n\n",
1076                      loop_depth (lim_data->max_loop),
1077                      lim_data->cost);
1078           }
1079
1080         if (lim_data->cost >= LIM_EXPENSIVE)
1081           set_profitable_level (stmt);
1082       }
1083
1084   for (bsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bsi); gsi_next (&bsi))
1085     {
1086       stmt = gsi_stmt (bsi);
1087
1088       pos = movement_possibility (stmt);
1089       if (pos == MOVE_IMPOSSIBLE)
1090         {
1091           if (nonpure_call_p (stmt))
1092             {
1093               maybe_never = true;
1094               outermost = NULL;
1095             }
1096           /* Make sure to note always_executed_in for stores to make
1097              store-motion work.  */
1098           else if (stmt_makes_single_store (stmt))
1099             {
1100               struct lim_aux_data *lim_data = init_lim_data (stmt);
1101               lim_data->always_executed_in = outermost;
1102             }
1103           continue;
1104         }
1105
1106       if (is_gimple_assign (stmt)
1107           && (get_gimple_rhs_class (gimple_assign_rhs_code (stmt))
1108               == GIMPLE_BINARY_RHS))
1109         {
1110           tree op0 = gimple_assign_rhs1 (stmt);
1111           tree op1 = gimple_assign_rhs2 (stmt);
1112           struct loop *ol1 = outermost_invariant_loop (op1,
1113                                         loop_containing_stmt (stmt));
1114
1115           /* If divisor is invariant, convert a/b to a*(1/b), allowing reciprocal
1116              to be hoisted out of loop, saving expensive divide.  */
1117           if (pos == MOVE_POSSIBLE
1118               && gimple_assign_rhs_code (stmt) == RDIV_EXPR
1119               && flag_unsafe_math_optimizations
1120               && !flag_trapping_math
1121               && ol1 != NULL
1122               && outermost_invariant_loop (op0, ol1) == NULL)
1123             stmt = rewrite_reciprocal (&bsi);
1124
1125           /* If the shift count is invariant, convert (A >> B) & 1 to
1126              A & (1 << B) allowing the bit mask to be hoisted out of the loop
1127              saving an expensive shift.  */
1128           if (pos == MOVE_POSSIBLE
1129               && gimple_assign_rhs_code (stmt) == BIT_AND_EXPR
1130               && integer_onep (op1)
1131               && TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
1132               && has_single_use (op0))
1133             stmt = rewrite_bittest (&bsi);
1134         }
1135
1136       lim_data = init_lim_data (stmt);
1137       lim_data->always_executed_in = outermost;
1138
1139       if (maybe_never && pos == MOVE_PRESERVE_EXECUTION)
1140         continue;
1141
1142       if (!determine_max_movement (stmt, pos == MOVE_PRESERVE_EXECUTION))
1143         {
1144           lim_data->max_loop = NULL;
1145           continue;
1146         }
1147
1148       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1149         {
1150           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 2, 0);
1151           fprintf (dump_file, "  invariant up to level %d, cost %d.\n\n",
1152                    loop_depth (lim_data->max_loop),
1153                    lim_data->cost);
1154         }
1155
1156       if (lim_data->cost >= LIM_EXPENSIVE)
1157         set_profitable_level (stmt);
1158     }
1159 }
1160
1161 /* For each statement determines the outermost loop in that it is invariant,
1162    statements on whose motion it depends and the cost of the computation.
1163    This information is stored to the LIM_DATA structure associated with
1164    each statement.  */
1165
1166 static void
1167 determine_invariantness (void)
1168 {
1169   struct dom_walk_data walk_data;
1170
1171   memset (&walk_data, 0, sizeof (struct dom_walk_data));
1172   walk_data.dom_direction = CDI_DOMINATORS;
1173   walk_data.before_dom_children = determine_invariantness_stmt;
1174
1175   init_walk_dominator_tree (&walk_data);
1176   walk_dominator_tree (&walk_data, ENTRY_BLOCK_PTR);
1177   fini_walk_dominator_tree (&walk_data);
1178 }
1179
1180 /* Hoist the statements in basic block BB out of the loops prescribed by
1181    data stored in LIM_DATA structures associated with each statement.  Callback
1182    for walk_dominator_tree.  */
1183
1184 static void
1185 move_computations_stmt (struct dom_walk_data *dw_data,
1186                         basic_block bb)
1187 {
1188   struct loop *level;
1189   gimple_stmt_iterator bsi;
1190   gimple stmt;
1191   unsigned cost = 0;
1192   struct lim_aux_data *lim_data;
1193
1194   if (!loop_outer (bb->loop_father))
1195     return;
1196
1197   for (bsi = gsi_start_phis (bb); !gsi_end_p (bsi); )
1198     {
1199       gimple new_stmt;
1200       stmt = gsi_stmt (bsi);
1201
1202       lim_data = get_lim_data (stmt);
1203       if (lim_data == NULL)
1204         {
1205           gsi_next (&bsi);
1206           continue;
1207         }
1208
1209       cost = lim_data->cost;
1210       level = lim_data->tgt_loop;
1211       clear_lim_data (stmt);
1212
1213       if (!level)
1214         {
1215           gsi_next (&bsi);
1216           continue;
1217         }
1218
1219       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1220         {
1221           fprintf (dump_file, "Moving PHI node\n");
1222           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, 0);
1223           fprintf (dump_file, "(cost %u) out of loop %d.\n\n",
1224                    cost, level->num);
1225         }
1226
1227       if (gimple_phi_num_args (stmt) == 1)
1228         {
1229           tree arg = PHI_ARG_DEF (stmt, 0);
1230           new_stmt = gimple_build_assign_with_ops (TREE_CODE (arg),
1231                                                    gimple_phi_result (stmt),
1232                                                    arg, NULL_TREE);
1233           SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_phi_result (stmt)) = new_stmt;
1234         }
1235       else
1236         {
1237           basic_block dom = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, bb);
1238           gimple cond = gsi_stmt (gsi_last_bb (dom));
1239           tree arg0 = NULL_TREE, arg1 = NULL_TREE, t;
1240           /* Get the PHI arguments corresponding to the true and false
1241              edges of COND.  */
1242           extract_true_false_args_from_phi (dom, stmt, &arg0, &arg1);
1243           gcc_assert (arg0 && arg1);
1244           t = build2 (gimple_cond_code (cond), boolean_type_node,
1245                       gimple_cond_lhs (cond), gimple_cond_rhs (cond));
1246           t = build3 (COND_EXPR, TREE_TYPE (gimple_phi_result (stmt)),
1247                       t, arg0, arg1);
1248           new_stmt = gimple_build_assign_with_ops (COND_EXPR,
1249                                                    gimple_phi_result (stmt),
1250                                                    t, NULL_TREE);
1251           SSA_NAME_DEF_STMT (gimple_phi_result (stmt)) = new_stmt;
1252           *((unsigned int *)(dw_data->global_data)) |= TODO_cleanup_cfg;
1253         }
1254       gsi_insert_on_edge (loop_preheader_edge (level), new_stmt);
1255       remove_phi_node (&bsi, false);
1256     }
1257
1258   for (bsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bsi); )
1259     {
1260       stmt = gsi_stmt (bsi);
1261
1262       lim_data = get_lim_data (stmt);
1263       if (lim_data == NULL)
1264         {
1265           gsi_next (&bsi);
1266           continue;
1267         }
1268
1269       cost = lim_data->cost;
1270       level = lim_data->tgt_loop;
1271       clear_lim_data (stmt);
1272
1273       if (!level)
1274         {
1275           gsi_next (&bsi);
1276           continue;
1277         }
1278
1279       /* We do not really want to move conditionals out of the loop; we just
1280          placed it here to force its operands to be moved if necessary.  */
1281       if (gimple_code (stmt) == GIMPLE_COND)
1282         continue;
1283
1284       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1285         {
1286           fprintf (dump_file, "Moving statement\n");
1287           print_gimple_stmt (dump_file, stmt, 0, 0);
1288           fprintf (dump_file, "(cost %u) out of loop %d.\n\n",
1289                    cost, level->num);
1290         }
1291
1292       mark_virtual_ops_for_renaming (stmt);
1293       gsi_insert_on_edge (loop_preheader_edge (level), stmt);
1294       gsi_remove (&bsi, false);
1295     }
1296 }
1297
1298 /* Hoist the statements out of the loops prescribed by data stored in
1299    LIM_DATA structures associated with each statement.*/
1300
1301 static unsigned int
1302 move_computations (void)
1303 {
1304   struct dom_walk_data walk_data;
1305   unsigned int todo = 0;
1306
1307   memset (&walk_data, 0, sizeof (struct dom_walk_data));
1308   walk_data.global_data = &todo;
1309   walk_data.dom_direction = CDI_DOMINATORS;
1310   walk_data.before_dom_children = move_computations_stmt;
1311
1312   init_walk_dominator_tree (&walk_data);
1313   walk_dominator_tree (&walk_data, ENTRY_BLOCK_PTR);
1314   fini_walk_dominator_tree (&walk_data);
1315
1316   gsi_commit_edge_inserts ();
1317   if (need_ssa_update_p (cfun))
1318     rewrite_into_loop_closed_ssa (NULL, TODO_update_ssa);
1319
1320   return todo;
1321 }
1322
1323 /* Checks whether the statement defining variable *INDEX can be hoisted
1324    out of the loop passed in DATA.  Callback for for_each_index.  */
1325
1326 static bool
1327 may_move_till (tree ref, tree *index, void *data)
1328 {
1329   struct loop *loop = (struct loop *) data, *max_loop;
1330
1331   /* If REF is an array reference, check also that the step and the lower
1332      bound is invariant in LOOP.  */
1333   if (TREE_CODE (ref) == ARRAY_REF)
1334     {
1335       tree step = TREE_OPERAND (ref, 3);
1336       tree lbound = TREE_OPERAND (ref, 2);
1337
1338       max_loop = outermost_invariant_loop (step, loop);
1339       if (!max_loop)
1340         return false;
1341
1342       max_loop = outermost_invariant_loop (lbound, loop);
1343       if (!max_loop)
1344         return false;
1345     }
1346
1347   max_loop = outermost_invariant_loop (*index, loop);
1348   if (!max_loop)
1349     return false;
1350
1351   return true;
1352 }
1353
1354 /* If OP is SSA NAME, force the statement that defines it to be
1355    moved out of the LOOP.  ORIG_LOOP is the loop in that EXPR is used.  */
1356
1357 static void
1358 force_move_till_op (tree op, struct loop *orig_loop, struct loop *loop)
1359 {
1360   gimple stmt;
1361
1362   if (!op
1363       || is_gimple_min_invariant (op))
1364     return;
1365
1366   gcc_assert (TREE_CODE (op) == SSA_NAME);
1367
1368   stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (op);
1369   if (gimple_nop_p (stmt))
1370     return;
1371
1372   set_level (stmt, orig_loop, loop);
1373 }
1374
1375 /* Forces statement defining invariants in REF (and *INDEX) to be moved out of
1376    the LOOP.  The reference REF is used in the loop ORIG_LOOP.  Callback for
1377    for_each_index.  */
1378
1379 struct fmt_data
1380 {
1381   struct loop *loop;
1382   struct loop *orig_loop;
1383 };
1384
1385 static bool
1386 force_move_till (tree ref, tree *index, void *data)
1387 {
1388   struct fmt_data *fmt_data = (struct fmt_data *) data;
1389
1390   if (TREE_CODE (ref) == ARRAY_REF)
1391     {
1392       tree step = TREE_OPERAND (ref, 3);
1393       tree lbound = TREE_OPERAND (ref, 2);
1394
1395       force_move_till_op (step, fmt_data->orig_loop, fmt_data->loop);
1396       force_move_till_op (lbound, fmt_data->orig_loop, fmt_data->loop);
1397     }
1398
1399   force_move_till_op (*index, fmt_data->orig_loop, fmt_data->loop);
1400
1401   return true;
1402 }
1403
1404 /* A hash function for struct mem_ref object OBJ.  */
1405
1406 static hashval_t
1407 memref_hash (const void *obj)
1408 {
1409   const struct mem_ref *const mem = (const struct mem_ref *) obj;
1410
1411   return mem->hash;
1412 }
1413
1414 /* An equality function for struct mem_ref object OBJ1 with
1415    memory reference OBJ2.  */
1416
1417 static int
1418 memref_eq (const void *obj1, const void *obj2)
1419 {
1420   const struct mem_ref *const mem1 = (const struct mem_ref *) obj1;
1421
1422   return operand_equal_p (mem1->mem, (const_tree) obj2, 0);
1423 }
1424
1425 /* Releases list of memory reference locations ACCS.  */
1426
1427 static void
1428 free_mem_ref_locs (mem_ref_locs_p accs)
1429 {
1430   unsigned i;
1431   mem_ref_loc_p loc;
1432
1433   if (!accs)
1434     return;
1435
1436   FOR_EACH_VEC_ELT (mem_ref_loc_p, accs->locs, i, loc)
1437     free (loc);
1438   VEC_free (mem_ref_loc_p, heap, accs->locs);
1439   free (accs);
1440 }
1441
1442 /* A function to free the mem_ref object OBJ.  */
1443
1444 static void
1445 memref_free (void *obj)
1446 {
1447   struct mem_ref *const mem = (struct mem_ref *) obj;
1448   unsigned i;
1449   mem_ref_locs_p accs;
1450
1451   BITMAP_FREE (mem->stored);
1452   BITMAP_FREE (mem->indep_loop);
1453   BITMAP_FREE (mem->dep_loop);
1454   BITMAP_FREE (mem->indep_ref);
1455   BITMAP_FREE (mem->dep_ref);
1456
1457   FOR_EACH_VEC_ELT (mem_ref_locs_p, mem->accesses_in_loop, i, accs)
1458     free_mem_ref_locs (accs);
1459   VEC_free (mem_ref_locs_p, heap, mem->accesses_in_loop);
1460
1461   BITMAP_FREE (mem->vops);
1462   free (mem);
1463 }
1464
1465 /* Allocates and returns a memory reference description for MEM whose hash
1466    value is HASH and id is ID.  */
1467
1468 static mem_ref_p
1469 mem_ref_alloc (tree mem, unsigned hash, unsigned id)
1470 {
1471   mem_ref_p ref = XNEW (struct mem_ref);
1472   ref->mem = mem;
1473   ref->id = id;
1474   ref->hash = hash;
1475   ref->stored = BITMAP_ALLOC (NULL);
1476   ref->indep_loop = BITMAP_ALLOC (NULL);
1477   ref->dep_loop = BITMAP_ALLOC (NULL);
1478   ref->indep_ref = BITMAP_ALLOC (NULL);
1479   ref->dep_ref = BITMAP_ALLOC (NULL);
1480   ref->accesses_in_loop = NULL;
1481   ref->vops = BITMAP_ALLOC (NULL);
1482
1483   return ref;
1484 }
1485
1486 /* Allocates and returns the new list of locations.  */
1487
1488 static mem_ref_locs_p
1489 mem_ref_locs_alloc (void)
1490 {
1491   mem_ref_locs_p accs = XNEW (struct mem_ref_locs);
1492   accs->locs = NULL;
1493   return accs;
1494 }
1495
1496 /* Records memory reference location *LOC in LOOP to the memory reference
1497    description REF.  The reference occurs in statement STMT.  */
1498
1499 static void
1500 record_mem_ref_loc (mem_ref_p ref, struct loop *loop, gimple stmt, tree *loc)
1501 {
1502   mem_ref_loc_p aref = XNEW (struct mem_ref_loc);
1503   mem_ref_locs_p accs;
1504   bitmap ril = VEC_index (bitmap, memory_accesses.refs_in_loop, loop->num);
1505
1506   if (VEC_length (mem_ref_locs_p, ref->accesses_in_loop)
1507       <= (unsigned) loop->num)
1508     VEC_safe_grow_cleared (mem_ref_locs_p, heap, ref->accesses_in_loop,
1509                            loop->num + 1);
1510   accs = VEC_index (mem_ref_locs_p, ref->accesses_in_loop, loop->num);
1511   if (!accs)
1512     {
1513       accs = mem_ref_locs_alloc ();
1514       VEC_replace (mem_ref_locs_p, ref->accesses_in_loop, loop->num, accs);
1515     }
1516
1517   aref->stmt = stmt;
1518   aref->ref = loc;
1519
1520   VEC_safe_push (mem_ref_loc_p, heap, accs->locs, aref);
1521   bitmap_set_bit (ril, ref->id);
1522 }
1523
1524 /* Marks reference REF as stored in LOOP.  */
1525
1526 static void
1527 mark_ref_stored (mem_ref_p ref, struct loop *loop)
1528 {
1529   for (;
1530        loop != current_loops->tree_root
1531        && !bitmap_bit_p (ref->stored, loop->num);
1532        loop = loop_outer (loop))
1533     bitmap_set_bit (ref->stored, loop->num);
1534 }
1535
1536 /* Gathers memory references in statement STMT in LOOP, storing the
1537    information about them in the memory_accesses structure.  Marks
1538    the vops accessed through unrecognized statements there as
1539    well.  */
1540
1541 static void
1542 gather_mem_refs_stmt (struct loop *loop, gimple stmt)
1543 {
1544   tree *mem = NULL;
1545   hashval_t hash;
1546   PTR *slot;
1547   mem_ref_p ref;
1548   tree vname;
1549   bool is_stored;
1550   bitmap clvops;
1551   unsigned id;
1552
1553   if (!gimple_vuse (stmt))
1554     return;
1555
1556   mem = simple_mem_ref_in_stmt (stmt, &is_stored);
1557   if (!mem)
1558     goto fail;
1559
1560   hash = iterative_hash_expr (*mem, 0);
1561   slot = htab_find_slot_with_hash (memory_accesses.refs, *mem, hash, INSERT);
1562
1563   if (*slot)
1564     {
1565       ref = (mem_ref_p) *slot;
1566       id = ref->id;
1567     }
1568   else
1569     {
1570       id = VEC_length (mem_ref_p, memory_accesses.refs_list);
1571       ref = mem_ref_alloc (*mem, hash, id);
1572       VEC_safe_push (mem_ref_p, heap, memory_accesses.refs_list, ref);
1573       *slot = ref;
1574
1575       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
1576         {
1577           fprintf (dump_file, "Memory reference %u: ", id);
1578           print_generic_expr (dump_file, ref->mem, TDF_SLIM);
1579           fprintf (dump_file, "\n");
1580         }
1581     }
1582   if (is_stored)
1583     mark_ref_stored (ref, loop);
1584
1585   if ((vname = gimple_vuse (stmt)) != NULL_TREE)
1586     bitmap_set_bit (ref->vops, DECL_UID (SSA_NAME_VAR (vname)));
1587   record_mem_ref_loc (ref, loop, stmt, mem);
1588   return;
1589
1590 fail:
1591   clvops = VEC_index (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops, loop->num);
1592   if ((vname = gimple_vuse (stmt)) != NULL_TREE)
1593     bitmap_set_bit (clvops, DECL_UID (SSA_NAME_VAR (vname)));
1594 }
1595
1596 /* Gathers memory references in loops.  */
1597
1598 static void
1599 gather_mem_refs_in_loops (void)
1600 {
1601   gimple_stmt_iterator bsi;
1602   basic_block bb;
1603   struct loop *loop;
1604   loop_iterator li;
1605   bitmap clvo, clvi;
1606   bitmap lrefs, alrefs, alrefso;
1607
1608   FOR_EACH_BB (bb)
1609     {
1610       loop = bb->loop_father;
1611       if (loop == current_loops->tree_root)
1612         continue;
1613
1614       for (bsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bsi); gsi_next (&bsi))
1615         gather_mem_refs_stmt (loop, gsi_stmt (bsi));
1616     }
1617
1618   /* Propagate the information about clobbered vops and accessed memory
1619      references up the loop hierarchy.  */
1620   FOR_EACH_LOOP (li, loop, LI_FROM_INNERMOST)
1621     {
1622       lrefs = VEC_index (bitmap, memory_accesses.refs_in_loop, loop->num);
1623       alrefs = VEC_index (bitmap, memory_accesses.all_refs_in_loop, loop->num);
1624       bitmap_ior_into (alrefs, lrefs);
1625
1626       if (loop_outer (loop) == current_loops->tree_root)
1627         continue;
1628
1629       clvi = VEC_index (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops, loop->num);
1630       clvo = VEC_index (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops,
1631                         loop_outer (loop)->num);
1632       bitmap_ior_into (clvo, clvi);
1633
1634       alrefso = VEC_index (bitmap, memory_accesses.all_refs_in_loop,
1635                            loop_outer (loop)->num);
1636       bitmap_ior_into (alrefso, alrefs);
1637     }
1638 }
1639
1640 /* Element of the hash table that maps vops to memory references.  */
1641
1642 struct vop_to_refs_elt
1643 {
1644   /* DECL_UID of the vop.  */
1645   unsigned uid;
1646
1647   /* List of the all references.  */
1648   bitmap refs_all;
1649
1650   /* List of stored references.  */
1651   bitmap refs_stored;
1652 };
1653
1654 /* A hash function for struct vop_to_refs_elt object OBJ.  */
1655
1656 static hashval_t
1657 vtoe_hash (const void *obj)
1658 {
1659   const struct vop_to_refs_elt *const vtoe =
1660     (const struct vop_to_refs_elt *) obj;
1661
1662   return vtoe->uid;
1663 }
1664
1665 /* An equality function for struct vop_to_refs_elt object OBJ1 with
1666    uid of a vop OBJ2.  */
1667
1668 static int
1669 vtoe_eq (const void *obj1, const void *obj2)
1670 {
1671   const struct vop_to_refs_elt *const vtoe =
1672     (const struct vop_to_refs_elt *) obj1;
1673   const unsigned *const uid = (const unsigned *) obj2;
1674
1675   return vtoe->uid == *uid;
1676 }
1677
1678 /* A function to free the struct vop_to_refs_elt object.  */
1679
1680 static void
1681 vtoe_free (void *obj)
1682 {
1683   struct vop_to_refs_elt *const vtoe =
1684     (struct vop_to_refs_elt *) obj;
1685
1686   BITMAP_FREE (vtoe->refs_all);
1687   BITMAP_FREE (vtoe->refs_stored);
1688   free (vtoe);
1689 }
1690
1691 /* Records REF to hashtable VOP_TO_REFS for the index VOP.  STORED is true
1692    if the reference REF is stored.  */
1693
1694 static void
1695 record_vop_access (htab_t vop_to_refs, unsigned vop, unsigned ref, bool stored)
1696 {
1697   void **slot = htab_find_slot_with_hash (vop_to_refs, &vop, vop, INSERT);
1698   struct vop_to_refs_elt *vtoe;
1699
1700   if (!*slot)
1701     {
1702       vtoe = XNEW (struct vop_to_refs_elt);
1703       vtoe->uid = vop;
1704       vtoe->refs_all = BITMAP_ALLOC (NULL);
1705       vtoe->refs_stored = BITMAP_ALLOC (NULL);
1706       *slot = vtoe;
1707     }
1708   else
1709     vtoe = (struct vop_to_refs_elt *) *slot;
1710
1711   bitmap_set_bit (vtoe->refs_all, ref);
1712   if (stored)
1713     bitmap_set_bit (vtoe->refs_stored, ref);
1714 }
1715
1716 /* Returns the set of references that access VOP according to the table
1717    VOP_TO_REFS.  */
1718
1719 static bitmap
1720 get_vop_accesses (htab_t vop_to_refs, unsigned vop)
1721 {
1722   struct vop_to_refs_elt *const vtoe =
1723     (struct vop_to_refs_elt *) htab_find_with_hash (vop_to_refs, &vop, vop);
1724   return vtoe->refs_all;
1725 }
1726
1727 /* Returns the set of stores that access VOP according to the table
1728    VOP_TO_REFS.  */
1729
1730 static bitmap
1731 get_vop_stores (htab_t vop_to_refs, unsigned vop)
1732 {
1733   struct vop_to_refs_elt *const vtoe =
1734     (struct vop_to_refs_elt *) htab_find_with_hash (vop_to_refs, &vop, vop);
1735   return vtoe->refs_stored;
1736 }
1737
1738 /* Adds REF to mapping from virtual operands to references in LOOP.  */
1739
1740 static void
1741 add_vop_ref_mapping (struct loop *loop, mem_ref_p ref)
1742 {
1743   htab_t map = VEC_index (htab_t, memory_accesses.vop_ref_map, loop->num);
1744   bool stored = bitmap_bit_p (ref->stored, loop->num);
1745   bitmap clobbers = VEC_index (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops,
1746                                loop->num);
1747   bitmap_iterator bi;
1748   unsigned vop;
1749
1750   EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (ref->vops, clobbers, 0, vop, bi)
1751     {
1752       record_vop_access (map, vop, ref->id, stored);
1753     }
1754 }
1755
1756 /* Create a mapping from virtual operands to references that touch them
1757    in LOOP.  */
1758
1759 static void
1760 create_vop_ref_mapping_loop (struct loop *loop)
1761 {
1762   bitmap refs = VEC_index (bitmap, memory_accesses.refs_in_loop, loop->num);
1763   struct loop *sloop;
1764   bitmap_iterator bi;
1765   unsigned i;
1766   mem_ref_p ref;
1767
1768   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (refs, 0, i, bi)
1769     {
1770       ref = VEC_index (mem_ref_p, memory_accesses.refs_list, i);
1771       for (sloop = loop; sloop != current_loops->tree_root; sloop = loop_outer (sloop))
1772         add_vop_ref_mapping (sloop, ref);
1773     }
1774 }
1775
1776 /* For each non-clobbered virtual operand and each loop, record the memory
1777    references in this loop that touch the operand.  */
1778
1779 static void
1780 create_vop_ref_mapping (void)
1781 {
1782   loop_iterator li;
1783   struct loop *loop;
1784
1785   FOR_EACH_LOOP (li, loop, 0)
1786     {
1787       create_vop_ref_mapping_loop (loop);
1788     }
1789 }
1790
1791 /* Gathers information about memory accesses in the loops.  */
1792
1793 static void
1794 analyze_memory_references (void)
1795 {
1796   unsigned i;
1797   bitmap empty;
1798   htab_t hempty;
1799
1800   memory_accesses.refs
1801           = htab_create (100, memref_hash, memref_eq, memref_free);
1802   memory_accesses.refs_list = NULL;
1803   memory_accesses.refs_in_loop = VEC_alloc (bitmap, heap,
1804                                             number_of_loops ());
1805   memory_accesses.all_refs_in_loop = VEC_alloc (bitmap, heap,
1806                                                 number_of_loops ());
1807   memory_accesses.clobbered_vops = VEC_alloc (bitmap, heap,
1808                                               number_of_loops ());
1809   memory_accesses.vop_ref_map = VEC_alloc (htab_t, heap,
1810                                            number_of_loops ());
1811
1812   for (i = 0; i < number_of_loops (); i++)
1813     {
1814       empty = BITMAP_ALLOC (NULL);
1815       VEC_quick_push (bitmap, memory_accesses.refs_in_loop, empty);
1816       empty = BITMAP_ALLOC (NULL);
1817       VEC_quick_push (bitmap, memory_accesses.all_refs_in_loop, empty);
1818       empty = BITMAP_ALLOC (NULL);
1819       VEC_quick_push (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops, empty);
1820       hempty = htab_create (10, vtoe_hash, vtoe_eq, vtoe_free);
1821       VEC_quick_push (htab_t, memory_accesses.vop_ref_map, hempty);
1822     }
1823
1824   memory_accesses.ttae_cache = NULL;
1825
1826   gather_mem_refs_in_loops ();
1827   create_vop_ref_mapping ();
1828 }
1829
1830 /* Returns true if a region of size SIZE1 at position 0 and a region of
1831    size SIZE2 at position DIFF cannot overlap.  */
1832
1833 static bool
1834 cannot_overlap_p (aff_tree *diff, double_int size1, double_int size2)
1835 {
1836   double_int d, bound;
1837
1838   /* Unless the difference is a constant, we fail.  */
1839   if (diff->n != 0)
1840     return false;
1841
1842   d = diff->offset;
1843   if (double_int_negative_p (d))
1844     {
1845       /* The second object is before the first one, we succeed if the last
1846          element of the second object is before the start of the first one.  */
1847       bound = double_int_add (d, double_int_add (size2, double_int_minus_one));
1848       return double_int_negative_p (bound);
1849     }
1850   else
1851     {
1852       /* We succeed if the second object starts after the first one ends.  */
1853       return double_int_scmp (size1, d) <= 0;
1854     }
1855 }
1856
1857 /* Returns true if MEM1 and MEM2 may alias.  TTAE_CACHE is used as a cache in
1858    tree_to_aff_combination_expand.  */
1859
1860 static bool
1861 mem_refs_may_alias_p (tree mem1, tree mem2, struct pointer_map_t **ttae_cache)
1862 {
1863   /* Perform BASE + OFFSET analysis -- if MEM1 and MEM2 are based on the same
1864      object and their offset differ in such a way that the locations cannot
1865      overlap, then they cannot alias.  */
1866   double_int size1, size2;
1867   aff_tree off1, off2;
1868
1869   /* Perform basic offset and type-based disambiguation.  */
1870   if (!refs_may_alias_p (mem1, mem2))
1871     return false;
1872
1873   /* The expansion of addresses may be a bit expensive, thus we only do
1874      the check at -O2 and higher optimization levels.  */
1875   if (optimize < 2)
1876     return true;
1877
1878   get_inner_reference_aff (mem1, &off1, &size1);
1879   get_inner_reference_aff (mem2, &off2, &size2);
1880   aff_combination_expand (&off1, ttae_cache);
1881   aff_combination_expand (&off2, ttae_cache);
1882   aff_combination_scale (&off1, double_int_minus_one);
1883   aff_combination_add (&off2, &off1);
1884
1885   if (cannot_overlap_p (&off2, size1, size2))
1886     return false;
1887
1888   return true;
1889 }
1890
1891 /* Rewrites location LOC by TMP_VAR.  */
1892
1893 static void
1894 rewrite_mem_ref_loc (mem_ref_loc_p loc, tree tmp_var)
1895 {
1896   mark_virtual_ops_for_renaming (loc->stmt);
1897   *loc->ref = tmp_var;
1898   update_stmt (loc->stmt);
1899 }
1900
1901 /* Adds all locations of REF in LOOP and its subloops to LOCS.  */
1902
1903 static void
1904 get_all_locs_in_loop (struct loop *loop, mem_ref_p ref,
1905                       VEC (mem_ref_loc_p, heap) **locs)
1906 {
1907   mem_ref_locs_p accs;
1908   unsigned i;
1909   mem_ref_loc_p loc;
1910   bitmap refs = VEC_index (bitmap, memory_accesses.all_refs_in_loop,
1911                            loop->num);
1912   struct loop *subloop;
1913
1914   if (!bitmap_bit_p (refs, ref->id))
1915     return;
1916
1917   if (VEC_length (mem_ref_locs_p, ref->accesses_in_loop)
1918       > (unsigned) loop->num)
1919     {
1920       accs = VEC_index (mem_ref_locs_p, ref->accesses_in_loop, loop->num);
1921       if (accs)
1922         {
1923           FOR_EACH_VEC_ELT (mem_ref_loc_p, accs->locs, i, loc)
1924             VEC_safe_push (mem_ref_loc_p, heap, *locs, loc);
1925         }
1926     }
1927
1928   for (subloop = loop->inner; subloop != NULL; subloop = subloop->next)
1929     get_all_locs_in_loop (subloop, ref, locs);
1930 }
1931
1932 /* Rewrites all references to REF in LOOP by variable TMP_VAR.  */
1933
1934 static void
1935 rewrite_mem_refs (struct loop *loop, mem_ref_p ref, tree tmp_var)
1936 {
1937   unsigned i;
1938   mem_ref_loc_p loc;
1939   VEC (mem_ref_loc_p, heap) *locs = NULL;
1940
1941   get_all_locs_in_loop (loop, ref, &locs);
1942   FOR_EACH_VEC_ELT (mem_ref_loc_p, locs, i, loc)
1943     rewrite_mem_ref_loc (loc, tmp_var);
1944   VEC_free (mem_ref_loc_p, heap, locs);
1945 }
1946
1947 /* The name and the length of the currently generated variable
1948    for lsm.  */
1949 #define MAX_LSM_NAME_LENGTH 40
1950 static char lsm_tmp_name[MAX_LSM_NAME_LENGTH + 1];
1951 static int lsm_tmp_name_length;
1952
1953 /* Adds S to lsm_tmp_name.  */
1954
1955 static void
1956 lsm_tmp_name_add (const char *s)
1957 {
1958   int l = strlen (s) + lsm_tmp_name_length;
1959   if (l > MAX_LSM_NAME_LENGTH)
1960     return;
1961
1962   strcpy (lsm_tmp_name + lsm_tmp_name_length, s);
1963   lsm_tmp_name_length = l;
1964 }
1965
1966 /* Stores the name for temporary variable that replaces REF to
1967    lsm_tmp_name.  */
1968
1969 static void
1970 gen_lsm_tmp_name (tree ref)
1971 {
1972   const char *name;
1973
1974   switch (TREE_CODE (ref))
1975     {
1976     case MEM_REF:
1977       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
1978       lsm_tmp_name_add ("_");
1979       break;
1980
1981     case ADDR_EXPR:
1982       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
1983       break;
1984
1985     case BIT_FIELD_REF:
1986     case VIEW_CONVERT_EXPR:
1987     case ARRAY_RANGE_REF:
1988       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
1989       break;
1990
1991     case REALPART_EXPR:
1992       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
1993       lsm_tmp_name_add ("_RE");
1994       break;
1995
1996     case IMAGPART_EXPR:
1997       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
1998       lsm_tmp_name_add ("_IM");
1999       break;
2000
2001     case COMPONENT_REF:
2002       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
2003       lsm_tmp_name_add ("_");
2004       name = get_name (TREE_OPERAND (ref, 1));
2005       if (!name)
2006         name = "F";
2007       lsm_tmp_name_add (name);
2008       break;
2009
2010     case ARRAY_REF:
2011       gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
2012       lsm_tmp_name_add ("_I");
2013       break;
2014
2015     case SSA_NAME:
2016       ref = SSA_NAME_VAR (ref);
2017       /* Fallthru.  */
2018
2019     case VAR_DECL:
2020     case PARM_DECL:
2021       name = get_name (ref);
2022       if (!name)
2023         name = "D";
2024       lsm_tmp_name_add (name);
2025       break;
2026
2027     case STRING_CST:
2028       lsm_tmp_name_add ("S");
2029       break;
2030
2031     case RESULT_DECL:
2032       lsm_tmp_name_add ("R");
2033       break;
2034
2035     case INTEGER_CST:
2036       /* Nothing.  */
2037       break;
2038
2039     default:
2040       gcc_unreachable ();
2041     }
2042 }
2043
2044 /* Determines name for temporary variable that replaces REF.
2045    The name is accumulated into the lsm_tmp_name variable.
2046    N is added to the name of the temporary.  */
2047
2048 char *
2049 get_lsm_tmp_name (tree ref, unsigned n)
2050 {
2051   char ns[2];
2052
2053   lsm_tmp_name_length = 0;
2054   gen_lsm_tmp_name (ref);
2055   lsm_tmp_name_add ("_lsm");
2056   if (n < 10)
2057     {
2058       ns[0] = '0' + n;
2059       ns[1] = 0;
2060       lsm_tmp_name_add (ns);
2061     }
2062   return lsm_tmp_name;
2063 }
2064
2065 /* Executes store motion of memory reference REF from LOOP.
2066    Exits from the LOOP are stored in EXITS.  The initialization of the
2067    temporary variable is put to the preheader of the loop, and assignments
2068    to the reference from the temporary variable are emitted to exits.  */
2069
2070 static void
2071 execute_sm (struct loop *loop, VEC (edge, heap) *exits, mem_ref_p ref)
2072 {
2073   tree tmp_var;
2074   unsigned i;
2075   gimple load, store;
2076   struct fmt_data fmt_data;
2077   edge ex;
2078   struct lim_aux_data *lim_data;
2079
2080   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2081     {
2082       fprintf (dump_file, "Executing store motion of ");
2083       print_generic_expr (dump_file, ref->mem, 0);
2084       fprintf (dump_file, " from loop %d\n", loop->num);
2085     }
2086
2087   tmp_var = make_rename_temp (TREE_TYPE (ref->mem),
2088                               get_lsm_tmp_name (ref->mem, ~0));
2089
2090   fmt_data.loop = loop;
2091   fmt_data.orig_loop = loop;
2092   for_each_index (&ref->mem, force_move_till, &fmt_data);
2093
2094   rewrite_mem_refs (loop, ref, tmp_var);
2095
2096   /* Emit the load & stores.  */
2097   load = gimple_build_assign (tmp_var, unshare_expr (ref->mem));
2098   lim_data = init_lim_data (load);
2099   lim_data->max_loop = loop;
2100   lim_data->tgt_loop = loop;
2101
2102   /* Put this into the latch, so that we are sure it will be processed after
2103      all dependencies.  */
2104   gsi_insert_on_edge (loop_latch_edge (loop), load);
2105
2106   FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, i, ex)
2107     {
2108       store = gimple_build_assign (unshare_expr (ref->mem), tmp_var);
2109       gsi_insert_on_edge (ex, store);
2110     }
2111 }
2112
2113 /* Hoists memory references MEM_REFS out of LOOP.  EXITS is the list of exit
2114    edges of the LOOP.  */
2115
2116 static void
2117 hoist_memory_references (struct loop *loop, bitmap mem_refs,
2118                          VEC (edge, heap) *exits)
2119 {
2120   mem_ref_p ref;
2121   unsigned  i;
2122   bitmap_iterator bi;
2123
2124   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (mem_refs, 0, i, bi)
2125     {
2126       ref = VEC_index (mem_ref_p, memory_accesses.refs_list, i);
2127       execute_sm (loop, exits, ref);
2128     }
2129 }
2130
2131 /* Returns true if REF is always accessed in LOOP.  If STORED_P is true
2132    make sure REF is always stored to in LOOP.  */
2133
2134 static bool
2135 ref_always_accessed_p (struct loop *loop, mem_ref_p ref, bool stored_p)
2136 {
2137   VEC (mem_ref_loc_p, heap) *locs = NULL;
2138   unsigned i;
2139   mem_ref_loc_p loc;
2140   bool ret = false;
2141   struct loop *must_exec;
2142   tree base;
2143
2144   base = get_base_address (ref->mem);
2145   if (INDIRECT_REF_P (base)
2146       || TREE_CODE (base) == MEM_REF)
2147     base = TREE_OPERAND (base, 0);
2148
2149   get_all_locs_in_loop (loop, ref, &locs);
2150   FOR_EACH_VEC_ELT (mem_ref_loc_p, locs, i, loc)
2151     {
2152       if (!get_lim_data (loc->stmt))
2153         continue;
2154
2155       /* If we require an always executed store make sure the statement
2156          stores to the reference.  */
2157       if (stored_p)
2158         {
2159           tree lhs;
2160           if (!gimple_get_lhs (loc->stmt))
2161             continue;
2162           lhs = get_base_address (gimple_get_lhs (loc->stmt));
2163           if (!lhs)
2164             continue;
2165           if (INDIRECT_REF_P (lhs)
2166               || TREE_CODE (lhs) == MEM_REF)
2167             lhs = TREE_OPERAND (lhs, 0);
2168           if (lhs != base)
2169             continue;
2170         }
2171
2172       must_exec = get_lim_data (loc->stmt)->always_executed_in;
2173       if (!must_exec)
2174         continue;
2175
2176       if (must_exec == loop
2177           || flow_loop_nested_p (must_exec, loop))
2178         {
2179           ret = true;
2180           break;
2181         }
2182     }
2183   VEC_free (mem_ref_loc_p, heap, locs);
2184
2185   return ret;
2186 }
2187
2188 /* Returns true if REF1 and REF2 are independent.  */
2189
2190 static bool
2191 refs_independent_p (mem_ref_p ref1, mem_ref_p ref2)
2192 {
2193   if (ref1 == ref2
2194       || bitmap_bit_p (ref1->indep_ref, ref2->id))
2195     return true;
2196   if (bitmap_bit_p (ref1->dep_ref, ref2->id))
2197     return false;
2198
2199   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2200     fprintf (dump_file, "Querying dependency of refs %u and %u: ",
2201              ref1->id, ref2->id);
2202
2203   if (mem_refs_may_alias_p (ref1->mem, ref2->mem,
2204                             &memory_accesses.ttae_cache))
2205     {
2206       bitmap_set_bit (ref1->dep_ref, ref2->id);
2207       bitmap_set_bit (ref2->dep_ref, ref1->id);
2208       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2209         fprintf (dump_file, "dependent.\n");
2210       return false;
2211     }
2212   else
2213     {
2214       bitmap_set_bit (ref1->indep_ref, ref2->id);
2215       bitmap_set_bit (ref2->indep_ref, ref1->id);
2216       if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2217         fprintf (dump_file, "independent.\n");
2218       return true;
2219     }
2220 }
2221
2222 /* Records the information whether REF is independent in LOOP (according
2223    to INDEP).  */
2224
2225 static void
2226 record_indep_loop (struct loop *loop, mem_ref_p ref, bool indep)
2227 {
2228   if (indep)
2229     bitmap_set_bit (ref->indep_loop, loop->num);
2230   else
2231     bitmap_set_bit (ref->dep_loop, loop->num);
2232 }
2233
2234 /* Returns true if REF is independent on all other memory references in
2235    LOOP.  */
2236
2237 static bool
2238 ref_indep_loop_p_1 (struct loop *loop, mem_ref_p ref)
2239 {
2240   bitmap clobbers, refs_to_check, refs;
2241   unsigned i;
2242   bitmap_iterator bi;
2243   bool ret = true, stored = bitmap_bit_p (ref->stored, loop->num);
2244   htab_t map;
2245   mem_ref_p aref;
2246
2247   /* If the reference is clobbered, it is not independent.  */
2248   clobbers = VEC_index (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops, loop->num);
2249   if (bitmap_intersect_p (ref->vops, clobbers))
2250     return false;
2251
2252   refs_to_check = BITMAP_ALLOC (NULL);
2253
2254   map = VEC_index (htab_t, memory_accesses.vop_ref_map, loop->num);
2255   EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (ref->vops, clobbers, 0, i, bi)
2256     {
2257       if (stored)
2258         refs = get_vop_accesses (map, i);
2259       else
2260         refs = get_vop_stores (map, i);
2261
2262       bitmap_ior_into (refs_to_check, refs);
2263     }
2264
2265   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (refs_to_check, 0, i, bi)
2266     {
2267       aref = VEC_index (mem_ref_p, memory_accesses.refs_list, i);
2268       if (!refs_independent_p (ref, aref))
2269         {
2270           ret = false;
2271           record_indep_loop (loop, aref, false);
2272           break;
2273         }
2274     }
2275
2276   BITMAP_FREE (refs_to_check);
2277   return ret;
2278 }
2279
2280 /* Returns true if REF is independent on all other memory references in
2281    LOOP.  Wrapper over ref_indep_loop_p_1, caching its results.  */
2282
2283 static bool
2284 ref_indep_loop_p (struct loop *loop, mem_ref_p ref)
2285 {
2286   bool ret;
2287
2288   if (bitmap_bit_p (ref->indep_loop, loop->num))
2289     return true;
2290   if (bitmap_bit_p (ref->dep_loop, loop->num))
2291     return false;
2292
2293   ret = ref_indep_loop_p_1 (loop, ref);
2294
2295   if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
2296     fprintf (dump_file, "Querying dependencies of ref %u in loop %d: %s\n",
2297              ref->id, loop->num, ret ? "independent" : "dependent");
2298
2299   record_indep_loop (loop, ref, ret);
2300
2301   return ret;
2302 }
2303
2304 /* Returns true if we can perform store motion of REF from LOOP.  */
2305
2306 static bool
2307 can_sm_ref_p (struct loop *loop, mem_ref_p ref)
2308 {
2309   tree base;
2310
2311   /* Unless the reference is stored in the loop, there is nothing to do.  */
2312   if (!bitmap_bit_p (ref->stored, loop->num))
2313     return false;
2314
2315   /* It should be movable.  */
2316   if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (ref->mem))
2317       || TREE_THIS_VOLATILE (ref->mem)
2318       || !for_each_index (&ref->mem, may_move_till, loop))
2319     return false;
2320
2321   /* If it can trap, it must be always executed in LOOP.
2322      Readonly memory locations may trap when storing to them, but
2323      tree_could_trap_p is a predicate for rvalues, so check that
2324      explicitly.  */
2325   base = get_base_address (ref->mem);
2326   if ((tree_could_trap_p (ref->mem)
2327        || (DECL_P (base) && TREE_READONLY (base)))
2328       && !ref_always_accessed_p (loop, ref, true))
2329     return false;
2330
2331   /* And it must be independent on all other memory references
2332      in LOOP.  */
2333   if (!ref_indep_loop_p (loop, ref))
2334     return false;
2335
2336   return true;
2337 }
2338
2339 /* Marks the references in LOOP for that store motion should be performed
2340    in REFS_TO_SM.  SM_EXECUTED is the set of references for that store
2341    motion was performed in one of the outer loops.  */
2342
2343 static void
2344 find_refs_for_sm (struct loop *loop, bitmap sm_executed, bitmap refs_to_sm)
2345 {
2346   bitmap refs = VEC_index (bitmap, memory_accesses.all_refs_in_loop,
2347                            loop->num);
2348   unsigned i;
2349   bitmap_iterator bi;
2350   mem_ref_p ref;
2351
2352   EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (refs, sm_executed, 0, i, bi)
2353     {
2354       ref = VEC_index (mem_ref_p, memory_accesses.refs_list, i);
2355       if (can_sm_ref_p (loop, ref))
2356         bitmap_set_bit (refs_to_sm, i);
2357     }
2358 }
2359
2360 /* Checks whether LOOP (with exits stored in EXITS array) is suitable
2361    for a store motion optimization (i.e. whether we can insert statement
2362    on its exits).  */
2363
2364 static bool
2365 loop_suitable_for_sm (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED,
2366                       VEC (edge, heap) *exits)
2367 {
2368   unsigned i;
2369   edge ex;
2370
2371   FOR_EACH_VEC_ELT (edge, exits, i, ex)
2372     if (ex->flags & (EDGE_ABNORMAL | EDGE_EH))
2373       return false;
2374
2375   return true;
2376 }
2377
2378 /* Try to perform store motion for all memory references modified inside
2379    LOOP.  SM_EXECUTED is the bitmap of the memory references for that
2380    store motion was executed in one of the outer loops.  */
2381
2382 static void
2383 store_motion_loop (struct loop *loop, bitmap sm_executed)
2384 {
2385   VEC (edge, heap) *exits = get_loop_exit_edges (loop);
2386   struct loop *subloop;
2387   bitmap sm_in_loop = BITMAP_ALLOC (NULL);
2388
2389   if (loop_suitable_for_sm (loop, exits))
2390     {
2391       find_refs_for_sm (loop, sm_executed, sm_in_loop);
2392       hoist_memory_references (loop, sm_in_loop, exits);
2393     }
2394   VEC_free (edge, heap, exits);
2395
2396   bitmap_ior_into (sm_executed, sm_in_loop);
2397   for (subloop = loop->inner; subloop != NULL; subloop = subloop->next)
2398     store_motion_loop (subloop, sm_executed);
2399   bitmap_and_compl_into (sm_executed, sm_in_loop);
2400   BITMAP_FREE (sm_in_loop);
2401 }
2402
2403 /* Try to perform store motion for all memory references modified inside
2404    loops.  */
2405
2406 static void
2407 store_motion (void)
2408 {
2409   struct loop *loop;
2410   bitmap sm_executed = BITMAP_ALLOC (NULL);
2411
2412   for (loop = current_loops->tree_root->inner; loop != NULL; loop = loop->next)
2413     store_motion_loop (loop, sm_executed);
2414
2415   BITMAP_FREE (sm_executed);
2416   gsi_commit_edge_inserts ();
2417 }
2418
2419 /* Fills ALWAYS_EXECUTED_IN information for basic blocks of LOOP, i.e.
2420    for each such basic block bb records the outermost loop for that execution
2421    of its header implies execution of bb.  CONTAINS_CALL is the bitmap of
2422    blocks that contain a nonpure call.  */
2423
2424 static void
2425 fill_always_executed_in (struct loop *loop, sbitmap contains_call)
2426 {
2427   basic_block bb = NULL, *bbs, last = NULL;
2428   unsigned i;
2429   edge e;
2430   struct loop *inn_loop = loop;
2431
2432   if (!loop->header->aux)
2433     {
2434       bbs = get_loop_body_in_dom_order (loop);
2435
2436       for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
2437         {
2438           edge_iterator ei;
2439           bb = bbs[i];
2440
2441           if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, bb))
2442             last = bb;
2443
2444           if (TEST_BIT (contains_call, bb->index))
2445             break;
2446
2447           FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
2448             if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, e->dest))
2449               break;
2450           if (e)
2451             break;
2452
2453           /* A loop might be infinite (TODO use simple loop analysis
2454              to disprove this if possible).  */
2455           if (bb->flags & BB_IRREDUCIBLE_LOOP)
2456             break;
2457
2458           if (!flow_bb_inside_loop_p (inn_loop, bb))
2459             break;
2460
2461           if (bb->loop_father->header == bb)
2462             {
2463               if (!dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, bb))
2464                 break;
2465
2466               /* In a loop that is always entered we may proceed anyway.
2467                  But record that we entered it and stop once we leave it.  */
2468               inn_loop = bb->loop_father;
2469             }
2470         }
2471
2472       while (1)
2473         {
2474           last->aux = loop;
2475           if (last == loop->header)
2476             break;
2477           last = get_immediate_dominator (CDI_DOMINATORS, last);
2478         }
2479
2480       free (bbs);
2481     }
2482
2483   for (loop = loop->inner; loop; loop = loop->next)
2484     fill_always_executed_in (loop, contains_call);
2485 }
2486
2487 /* Compute the global information needed by the loop invariant motion pass.  */
2488
2489 static void
2490 tree_ssa_lim_initialize (void)
2491 {
2492   sbitmap contains_call = sbitmap_alloc (last_basic_block);
2493   gimple_stmt_iterator bsi;
2494   struct loop *loop;
2495   basic_block bb;
2496
2497   sbitmap_zero (contains_call);
2498   FOR_EACH_BB (bb)
2499     {
2500       for (bsi = gsi_start_bb (bb); !gsi_end_p (bsi); gsi_next (&bsi))
2501         {
2502           if (nonpure_call_p (gsi_stmt (bsi)))
2503             break;
2504         }
2505
2506       if (!gsi_end_p (bsi))
2507         SET_BIT (contains_call, bb->index);
2508     }
2509
2510   for (loop = current_loops->tree_root->inner; loop; loop = loop->next)
2511     fill_always_executed_in (loop, contains_call);
2512
2513   sbitmap_free (contains_call);
2514
2515   lim_aux_data_map = pointer_map_create ();
2516 }
2517
2518 /* Cleans up after the invariant motion pass.  */
2519
2520 static void
2521 tree_ssa_lim_finalize (void)
2522 {
2523   basic_block bb;
2524   unsigned i;
2525   bitmap b;
2526   htab_t h;
2527
2528   FOR_EACH_BB (bb)
2529     {
2530       bb->aux = NULL;
2531     }
2532
2533   pointer_map_destroy (lim_aux_data_map);
2534
2535   VEC_free (mem_ref_p, heap, memory_accesses.refs_list);
2536   htab_delete (memory_accesses.refs);
2537
2538   FOR_EACH_VEC_ELT (bitmap, memory_accesses.refs_in_loop, i, b)
2539     BITMAP_FREE (b);
2540   VEC_free (bitmap, heap, memory_accesses.refs_in_loop);
2541
2542   FOR_EACH_VEC_ELT (bitmap, memory_accesses.all_refs_in_loop, i, b)
2543     BITMAP_FREE (b);
2544   VEC_free (bitmap, heap, memory_accesses.all_refs_in_loop);
2545
2546   FOR_EACH_VEC_ELT (bitmap, memory_accesses.clobbered_vops, i, b)
2547     BITMAP_FREE (b);
2548   VEC_free (bitmap, heap, memory_accesses.clobbered_vops);
2549
2550   FOR_EACH_VEC_ELT (htab_t, memory_accesses.vop_ref_map, i, h)
2551     htab_delete (h);
2552   VEC_free (htab_t, heap, memory_accesses.vop_ref_map);
2553
2554   if (memory_accesses.ttae_cache)
2555     pointer_map_destroy (memory_accesses.ttae_cache);
2556 }
2557
2558 /* Moves invariants from loops.  Only "expensive" invariants are moved out --
2559    i.e. those that are likely to be win regardless of the register pressure.  */
2560
2561 unsigned int
2562 tree_ssa_lim (void)
2563 {
2564   unsigned int todo;
2565
2566   tree_ssa_lim_initialize ();
2567
2568   /* Gathers information about memory accesses in the loops.  */
2569   analyze_memory_references ();
2570
2571   /* For each statement determine the outermost loop in that it is
2572      invariant and cost for computing the invariant.  */
2573   determine_invariantness ();
2574
2575   /* Execute store motion.  Force the necessary invariants to be moved
2576      out of the loops as well.  */
2577   store_motion ();
2578
2579   /* Move the expressions that are expensive enough.  */
2580   todo = move_computations ();
2581
2582   tree_ssa_lim_finalize ();
2583
2584   return todo;
2585 }