OSDN Git Service

2006-02-20 Paolo Bonzini <bonzini@gnu.org>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / tree-ssa-loop-im.c
index 4654426..4dcda9f 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* Loop invariant motion.
-   Copyright (C) 2003 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
    
 This file is part of GCC.
    
@@ -15,8 +15,8 @@ for more details.
    
 You should have received a copy of the GNU General Public License
 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
-Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-02111-1307, USA.  */
+Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
+02110-1301, USA.  */
 
 #include "config.h"
 #include "system.h"
@@ -37,6 +37,30 @@ Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
 #include "params.h"
 #include "tree-pass.h"
 #include "flags.h"
+#include "real.h"
+#include "hashtab.h"
+
+/* TODO:  Support for predicated code motion.  I.e.
+
+   while (1)
+     {
+       if (cond)
+        {
+          a = inv;
+          something;
+        }
+     }
+
+   Where COND and INV are is invariants, but evaluating INV may trap or be
+   invalid from some other reason if !COND.  This may be transformed to
+
+   if (cond)
+     a = inv;
+   while (1)
+     {
+       if (cond)
+        something;
+     }  */
 
 /* A type for the list of statements that have to be moved in order to be able
    to hoist an invariant computation.  */
@@ -47,16 +71,6 @@ struct depend
   struct depend *next;
 };
 
-/* The possibilities of statement movement.  */
-
-enum move_pos
-{
-  MOVE_IMPOSSIBLE,             /* No movement -- side effect expression.  */
-  MOVE_PRESERVE_EXECUTION,     /* Must not cause the non-executed statement
-                                  become executed -- memory accesses, ... */
-  MOVE_POSSIBLE                        /* Unlimited movement.  */
-};
-
 /* The auxiliary data kept for each statement.  */
 
 struct lim_aux_data
@@ -86,15 +100,37 @@ struct lim_aux_data
                                   MAX_LOOP loop.  */
 };
 
-#define LIM_DATA(STMT) ((struct lim_aux_data *) (stmt_ann (STMT)->common.aux))
+#define LIM_DATA(STMT) (TREE_CODE (STMT) == PHI_NODE \
+                       ? NULL \
+                       : (struct lim_aux_data *) (stmt_ann (STMT)->common.aux))
 
-/* Description of a memory reference for store motion.  */
+/* Description of a memory reference location for store motion.  */
 
-struct mem_ref
+struct mem_ref_loc
 {
   tree *ref;                   /* The reference itself.  */
   tree stmt;                   /* The statement in that it occurs.  */
-  struct mem_ref *next;                /* Next use in the chain.  */
+  struct mem_ref_loc *next;    /* Next use in the chain.  */
+};
+
+/* Description of a memory reference for store motion.  */
+
+struct mem_ref
+{
+  tree mem;                    /* The memory itself.  */
+  hashval_t hash;              /* Its hash value.  */
+  bool is_stored;              /* True if there is a store to the location
+                                  in the loop.  */
+  struct mem_ref_loc *locs;    /* The locations where it is found.  */
+  bitmap vops;                 /* Vops corresponding to this memory
+                                  location.  */
+  struct mem_ref *next;                /* Next memory reference in the list.
+                                  Memory references are stored in a hash
+                                  table, but the hash function depends
+                                  on values of pointers. Thus we cannot use
+                                  htab_traverse, since then we would get
+                                  miscompares during bootstrap (although the
+                                  produced code would be correct).  */
 };
 
 /* Minimum cost of an expensive expression.  */
@@ -104,10 +140,6 @@ struct mem_ref
    block will be executed.  */
 #define ALWAYS_EXECUTED_IN(BB) ((struct loop *) (BB)->aux)
 
-/* Maximum uid in the statement in the function.  */
-
-static unsigned max_uid;
-
 /* Calls CBCK for each index in memory reference ADDR_P.  There are two
    kinds situations handled; in each of these cases, the memory reference
    and DATA are passed to the callback:
@@ -125,7 +157,7 @@ static unsigned max_uid;
 bool
 for_each_index (tree *addr_p, bool (*cbck) (tree, tree *, void *), void *data)
 {
-  tree *nxt;
+  tree *nxt, *idx;
 
   for (; ; addr_p = nxt)
     {
@@ -134,14 +166,28 @@ for_each_index (tree *addr_p, bool (*cbck) (tree, tree *, void *), void *data)
        case SSA_NAME:
          return cbck (*addr_p, addr_p, data);
 
+       case MISALIGNED_INDIRECT_REF:
+       case ALIGN_INDIRECT_REF:
        case INDIRECT_REF:
          nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
          return cbck (*addr_p, nxt, data);
 
        case BIT_FIELD_REF:
-       case COMPONENT_REF:
        case VIEW_CONVERT_EXPR:
        case ARRAY_RANGE_REF:
+       case REALPART_EXPR:
+       case IMAGPART_EXPR:
+         nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
+         break;
+
+       case COMPONENT_REF:
+         /* If the component has varying offset, it behaves like index
+            as well.  */
+         idx = &TREE_OPERAND (*addr_p, 2);
+         if (*idx
+             && !cbck (*addr_p, idx, data))
+           return false;
+
          nxt = &TREE_OPERAND (*addr_p, 0);
          break;
 
@@ -155,10 +201,25 @@ for_each_index (tree *addr_p, bool (*cbck) (tree, tree *, void *), void *data)
        case PARM_DECL:
        case STRING_CST:
        case RESULT_DECL:
+       case VECTOR_CST:
+       case COMPLEX_CST:
+       case INTEGER_CST:
+       case REAL_CST:
+         return true;
+
+       case TARGET_MEM_REF:
+         idx = &TMR_BASE (*addr_p);
+         if (*idx
+             && !cbck (*addr_p, idx, data))
+           return false;
+         idx = &TMR_INDEX (*addr_p);
+         if (*idx
+             && !cbck (*addr_p, idx, data))
+           return false;
          return true;
 
        default:
-         abort ();
+         gcc_unreachable ();
        }
     }
 }
@@ -170,7 +231,7 @@ for_each_index (tree *addr_p, bool (*cbck) (tree, tree *, void *), void *data)
    because it may trap), return MOVE_PRESERVE_EXECUTION.
    Otherwise return MOVE_IMPOSSIBLE.  */
 
-static enum move_pos
+enum move_pos
 movement_possibility (tree stmt)
 {
   tree lhs, rhs;
@@ -180,8 +241,6 @@ movement_possibility (tree stmt)
     {
       /* If we perform unswitching, force the operands of the invariant
         condition to be moved out of the loop.  */
-      get_stmt_operands (stmt);
-
       return MOVE_POSSIBLE;
     }
 
@@ -191,8 +250,6 @@ movement_possibility (tree stmt)
   if (stmt_ends_bb_p (stmt))
     return MOVE_IMPOSSIBLE;
 
-  get_stmt_operands (stmt);
-
   if (stmt_ann (stmt)->has_volatile_ops)
     return MOVE_IMPOSSIBLE;
 
@@ -210,11 +267,33 @@ movement_possibility (tree stmt)
       || tree_could_trap_p (rhs))
     return MOVE_PRESERVE_EXECUTION;
 
+  if (get_call_expr_in (stmt))
+    {
+      /* While pure or const call is guaranteed to have no side effects, we
+        cannot move it arbitrarily.  Consider code like
+
+        char *s = something ();
+
+        while (1)
+          {
+            if (s)
+              t = strlen (s);
+            else
+              t = 0;
+          }
+
+        Here the strlen call cannot be moved out of the loop, even though
+        s is invariant.  In addition to possibly creating a call with
+        invalid arguments, moving out a function call that is not executed
+        may cause performance regressions in case the call is costly and
+        not executed at all.  */
+      return MOVE_PRESERVE_EXECUTION;
+    }
   return MOVE_POSSIBLE;
 }
 
 /* Suppose that operand DEF is used inside the LOOP.  Returns the outermost
-   loop to that we could move the expresion using DEF if it did not have
+   loop to that we could move the expression using DEF if it did not have
    other operands, i.e. the outermost loop enclosing LOOP in that the value
    of DEF is invariant.  */
 
@@ -251,7 +330,7 @@ outermost_invariant_loop (tree def, struct loop *loop)
 static struct loop *
 outermost_invariant_loop_expr (tree expr, struct loop *loop)
 {
-  char class = TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expr));
+  enum tree_code_class class = TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expr));
   unsigned i, nops;
   struct loop *max_loop = superloop_at_depth (loop, 1), *aloop;
 
@@ -260,13 +339,13 @@ outermost_invariant_loop_expr (tree expr, struct loop *loop)
       || is_gimple_min_invariant (expr))
     return outermost_invariant_loop (expr, loop);
 
-  if (class != '1'
-      && class != '2'
-      && class != 'e'
-      && class != '<')
+  if (class != tcc_unary
+      && class != tcc_binary
+      && class != tcc_expression
+      && class != tcc_comparison)
     return NULL;
 
-  nops = first_rtl_op (TREE_CODE (expr));
+  nops = TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expr));
   for (i = 0; i < nops; i++)
     {
       aloop = outermost_invariant_loop_expr (TREE_OPERAND (expr, i), loop);
@@ -322,7 +401,7 @@ add_dependency (tree def, struct lim_aux_data *data, struct loop *loop,
       && def_bb->loop_father == loop)
     data->cost += LIM_DATA (def_stmt)->cost;
 
-  dep = xmalloc (sizeof (struct depend));
+  dep = XNEW (struct depend);
   dep->stmt = def_stmt;
   dep->next = data->depends;
   data->depends = dep;
@@ -337,20 +416,17 @@ add_dependency (tree def, struct lim_aux_data *data, struct loop *loop,
 static unsigned
 stmt_cost (tree stmt)
 {
-  tree lhs, rhs;
+  tree rhs;
   unsigned cost = 1;
 
   /* Always try to create possibilities for unswitching.  */
   if (TREE_CODE (stmt) == COND_EXPR)
     return LIM_EXPENSIVE;
 
-  lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
   rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1);
 
   /* Hoisting memory references out should almost surely be a win.  */
-  if (!is_gimple_variable (lhs))
-    cost += 20;
-  if (is_gimple_addressable (rhs) && !is_gimple_variable (rhs))
+  if (stmt_references_memory_p (stmt))
     cost += 20;
 
   switch (TREE_CODE (rhs))
@@ -361,7 +437,7 @@ stmt_cost (tree stmt)
       /* Unless the call is a builtin_constant_p; this always folds to a
         constant, so moving it is useless.  */
       rhs = get_callee_fndecl (rhs);
-      if (DECL_BUILT_IN (rhs)
+      if (DECL_BUILT_IN_CLASS (rhs) == BUILT_IN_NORMAL
          && DECL_FUNCTION_CODE (rhs) == BUILT_IN_CONSTANT_P)
        return 0;
 
@@ -378,6 +454,7 @@ stmt_cost (tree stmt)
     case FLOOR_MOD_EXPR:
     case ROUND_MOD_EXPR:
     case TRUNC_MOD_EXPR:
+    case RDIV_EXPR:
       /* Division and multiplication are usually expensive.  */
       cost += 20;
       break;
@@ -406,11 +483,8 @@ determine_max_movement (tree stmt, bool must_preserve_exec)
   struct loop *loop = bb->loop_father;
   struct loop *level;
   struct lim_aux_data *lim_data = LIM_DATA (stmt);
-  use_optype uses;
-  vuse_optype vuses;
-  v_may_def_optype v_may_defs;
-  stmt_ann_t ann = stmt_ann (stmt);
-  unsigned i;
+  tree val;
+  ssa_op_iter iter;
   
   if (must_preserve_exec)
     level = ALWAYS_EXECUTED_IN (bb);
@@ -418,19 +492,12 @@ determine_max_movement (tree stmt, bool must_preserve_exec)
     level = superloop_at_depth (loop, 1);
   lim_data->max_loop = level;
 
-  uses = USE_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_USES (uses); i++)
-    if (!add_dependency (USE_OP (uses, i), lim_data, loop, true))
-      return false;
-
-  vuses = VUSE_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_VUSES (vuses); i++)
-    if (!add_dependency (VUSE_OP (vuses, i), lim_data, loop, false))
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (val, stmt, iter, SSA_OP_USE)
+    if (!add_dependency (val, lim_data, loop, true))
       return false;
 
-  v_may_defs = V_MAY_DEF_OPS (ann);
-  for (i = 0; i < NUM_V_MAY_DEFS (v_may_defs); i++)
-    if (!add_dependency (V_MAY_DEF_OP (v_may_defs, i), lim_data, loop, false))
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (val, stmt, iter, SSA_OP_VIRTUAL_USES | SSA_OP_VIRTUAL_KILLS)
+    if (!add_dependency (val, lim_data, loop, false))
       return false;
 
   lim_data->cost += stmt_cost (stmt);
@@ -456,12 +523,9 @@ set_level (tree stmt, struct loop *orig_loop, struct loop *level)
   if (flow_loop_nested_p (stmt_loop, level))
     return;
 
-  if (!LIM_DATA (stmt))
-    abort ();
-
-  if (level != LIM_DATA (stmt)->max_loop
-      && !flow_loop_nested_p (LIM_DATA (stmt)->max_loop, level))
-    abort ();
+  gcc_assert (LIM_DATA (stmt));
+  gcc_assert (level == LIM_DATA (stmt)->max_loop
+             || flow_loop_nested_p (LIM_DATA (stmt)->max_loop, level));
 
   LIM_DATA (stmt)->tgt_loop = level;
   for (dep = LIM_DATA (stmt)->depends; dep; dep = dep->next)
@@ -516,7 +580,7 @@ determine_invariantness_stmt (struct dom_walk_data *dw_data ATTRIBUTE_UNUSED,
 {
   enum move_pos pos;
   block_stmt_iterator bsi;
-  tree stmt;
+  tree stmt, rhs;
   bool maybe_never = ALWAYS_EXECUTED_IN (bb) == NULL;
   struct loop *outermost = ALWAYS_EXECUTED_IN (bb);
 
@@ -542,6 +606,47 @@ determine_invariantness_stmt (struct dom_walk_data *dw_data ATTRIBUTE_UNUSED,
          continue;
        }
 
+      /* If divisor is invariant, convert a/b to a*(1/b), allowing reciprocal
+        to be hoisted out of loop, saving expensive divide.  */
+      if (pos == MOVE_POSSIBLE
+         && (rhs = TREE_OPERAND (stmt, 1)) != NULL
+         && TREE_CODE (rhs) == RDIV_EXPR
+         && flag_unsafe_math_optimizations
+         && !flag_trapping_math
+         && outermost_invariant_loop_expr (TREE_OPERAND (rhs, 1),
+                                           loop_containing_stmt (stmt)) != NULL
+         && outermost_invariant_loop_expr (rhs,
+                                           loop_containing_stmt (stmt)) == NULL)
+       {
+         tree lhs, stmt1, stmt2, var, name;
+
+         lhs = TREE_OPERAND (stmt, 0);
+
+         /* stmt must be MODIFY_EXPR.  */
+         var = create_tmp_var (TREE_TYPE (rhs), "reciptmp");
+         add_referenced_tmp_var (var);
+
+         stmt1 = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node, var,
+                         build2 (RDIV_EXPR, TREE_TYPE (rhs),
+                                 build_real (TREE_TYPE (rhs), dconst1),
+                                 TREE_OPERAND (rhs, 1)));
+         name = make_ssa_name (var, stmt1);
+         TREE_OPERAND (stmt1, 0) = name;
+         stmt2 = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node, lhs,
+                         build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (rhs),
+                                 name, TREE_OPERAND (rhs, 0)));
+
+         /* Replace division stmt with reciprocal and multiply stmts.
+            The multiply stmt is not invariant, so update iterator
+            and avoid rescanning.  */
+         bsi_replace (&bsi, stmt1, true);
+         bsi_insert_after (&bsi, stmt2, BSI_NEW_STMT);
+         SSA_NAME_DEF_STMT (lhs) = stmt2;
+
+         /* Continue processing with invariant reciprocal statement.  */
+         stmt = stmt1;
+       }
+
       stmt_ann (stmt)->common.aux = xcalloc (1, sizeof (struct lim_aux_data));
       LIM_DATA (stmt)->always_executed_in = outermost;
 
@@ -594,18 +699,18 @@ loop_commit_inserts (void)
   basic_block bb;
 
   old_last_basic_block = last_basic_block;
-  bsi_commit_edge_inserts (NULL);
+  bsi_commit_edge_inserts ();
   for (i = old_last_basic_block; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
     {
       bb = BASIC_BLOCK (i);
       add_bb_to_loop (bb,
-                     find_common_loop (bb->succ->dest->loop_father,
-                                       bb->pred->src->loop_father));
+                     find_common_loop (single_pred (bb)->loop_father,
+                                       single_succ (bb)->loop_father));
     }
 }
 
 /* Hoist the statements in basic block BB out of the loops prescribed by
-   data stored in LIM_DATA structres associated with each statement.  Callback
+   data stored in LIM_DATA structures associated with each statement.  Callback
    for walk_dominator_tree.  */
 
 static void
@@ -654,12 +759,12 @@ move_computations_stmt (struct dom_walk_data *dw_data ATTRIBUTE_UNUSED,
                   cost, level->num);
        }
       bsi_insert_on_edge (loop_preheader_edge (level), stmt);
-      bsi_remove (&bsi);
+      bsi_remove (&bsi, false);
     }
 }
 
 /* Hoist the statements out of the loops prescribed by data stored in
-   LIM_DATA structres associated with each statement.*/
+   LIM_DATA structures associated with each statement.*/
 
 static void
 move_computations (void)
@@ -674,15 +779,8 @@ move_computations (void)
   fini_walk_dominator_tree (&walk_data);
 
   loop_commit_inserts ();
-  rewrite_into_ssa (false);
-  if (bitmap_first_set_bit (vars_to_rename) >= 0)
-    {
-      /* The rewrite of ssa names may cause violation of loop closed ssa
-        form invariants.  TODO -- avoid these rewrites completely.
-        Information in virtual phi nodes is sufficient for it.  */
-      rewrite_into_loop_closed_ssa ();
-    }
-  bitmap_clear (vars_to_rename);
+  if (need_ssa_update_p ())
+    rewrite_into_loop_closed_ssa (NULL, TODO_update_ssa);
 }
 
 /* Checks whether the statement defining variable *INDEX can be hoisted
@@ -716,13 +814,13 @@ may_move_till (tree ref, tree *index, void *data)
   return true;
 }
 
-/* Forces statements definining (invariant) SSA names in expression EXPR to be
+/* Forces statements defining (invariant) SSA names in expression EXPR to be
    moved out of the LOOP.  ORIG_LOOP is the loop in that EXPR is used.  */
 
 static void
 force_move_till_expr (tree expr, struct loop *orig_loop, struct loop *loop)
 {
-  char class = TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expr));
+  enum tree_code_class class = TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expr));
   unsigned i, nops;
 
   if (TREE_CODE (expr) == SSA_NAME)
@@ -735,13 +833,13 @@ force_move_till_expr (tree expr, struct loop *orig_loop, struct loop *loop)
       return;
     }
 
-  if (class != '1'
-      && class != '2'
-      && class != 'e'
-      && class != '<')
+  if (class != tcc_unary
+      && class != tcc_binary
+      && class != tcc_expression
+      && class != tcc_comparison)
     return;
 
-  nops = first_rtl_op (TREE_CODE (expr));
+  nops = TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expr));
   for (i = 0; i < nops; i++)
     force_move_till_expr (TREE_OPERAND (expr, i), orig_loop, loop);
 }
@@ -783,13 +881,13 @@ force_move_till (tree ref, tree *index, void *data)
   return true;
 }
 
-/* Records memory reference *REF (that occurs in statement STMT)
-   to the list MEM_REFS.  */
+/* Records memory reference location *REF to the list MEM_REFS.  The reference
+   occurs in statement STMT.  */
 
 static void
-record_mem_ref (struct mem_ref **mem_refs, tree stmt, tree *ref)
+record_mem_ref_loc (struct mem_ref_loc **mem_refs, tree stmt, tree *ref)
 {
-  struct mem_ref *aref = xmalloc (sizeof (struct mem_ref));
+  struct mem_ref_loc *aref = XNEW (struct mem_ref_loc);
 
   aref->stmt = stmt;
   aref->ref = ref;
@@ -798,12 +896,12 @@ record_mem_ref (struct mem_ref **mem_refs, tree stmt, tree *ref)
   *mem_refs = aref;
 }
 
-/* Releases list of memory references MEM_REFS.  */
+/* Releases list of memory reference locations MEM_REFS.  */
 
 static void
-free_mem_refs (struct mem_ref *mem_refs)
+free_mem_ref_locs (struct mem_ref_loc *mem_refs)
 {
-  struct mem_ref *act;
+  struct mem_ref_loc *act;
 
   while (mem_refs)
     {
@@ -813,171 +911,129 @@ free_mem_refs (struct mem_ref *mem_refs)
     }
 }
 
-/* If VAR is defined in LOOP and the statement it is defined in does not belong
-   to the set SEEN, add the statement to QUEUE of length IN_QUEUE and
-   to the set SEEN.  */
+/* Rewrites memory references in list MEM_REFS by variable TMP_VAR.  */
 
 static void
-maybe_queue_var (tree var, struct loop *loop,
-                sbitmap seen, tree *queue, unsigned *in_queue)
+rewrite_mem_refs (tree tmp_var, struct mem_ref_loc *mem_refs)
 {
-  tree stmt = SSA_NAME_DEF_STMT (var);
-  basic_block def_bb = bb_for_stmt (stmt);
-             
-  if (!def_bb
-      || !flow_bb_inside_loop_p (loop, def_bb)
-      || TEST_BIT (seen, stmt_ann (stmt)->uid))
-    return;
-         
-  SET_BIT (seen, stmt_ann (stmt)->uid);
-  queue[(*in_queue)++] = stmt;
+  tree var;
+  ssa_op_iter iter;
+
+  for (; mem_refs; mem_refs = mem_refs->next)
+    {
+      FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (var, mem_refs->stmt, iter, SSA_OP_ALL_VIRTUALS)
+       mark_sym_for_renaming (SSA_NAME_VAR (var));
+
+      *mem_refs->ref = tmp_var;
+      update_stmt (mem_refs->stmt);
+    }
 }
 
-/* Determine whether all memory references inside the LOOP that correspond
-   to virtual ssa names defined in statement STMT are equal.
-   If so, store the list of the references to MEM_REFS, and return one
-   of them.  Otherwise store NULL to MEM_REFS and return NULL_TREE.  */
+/* The name and the length of the currently generated variable
+   for lsm.  */
+#define MAX_LSM_NAME_LENGTH 40
+static char lsm_tmp_name[MAX_LSM_NAME_LENGTH + 1];
+static int lsm_tmp_name_length;
+
+/* Adds S to lsm_tmp_name.  */
 
-static tree
-single_reachable_address (struct loop *loop, tree stmt,
-                         struct mem_ref **mem_refs)
+static void
+lsm_tmp_name_add (const char *s)
 {
-  tree *queue = xmalloc (sizeof (tree) * max_uid);
-  sbitmap seen = sbitmap_alloc (max_uid);
-  tree common_ref = NULL, *aref;
-  unsigned in_queue = 1;
-  dataflow_t df;
-  unsigned i, n;
-  v_may_def_optype v_may_defs;
-  vuse_optype vuses;
+  int l = strlen (s) + lsm_tmp_name_length;
+  if (l > MAX_LSM_NAME_LENGTH)
+    return;
 
-  sbitmap_zero (seen);
+  strcpy (lsm_tmp_name + lsm_tmp_name_length, s);
+  lsm_tmp_name_length = l;
+}
 
-  *mem_refs = NULL;
+/* Stores the name for temporary variable that replaces REF to
+   lsm_tmp_name.  */
 
-  queue[0] = stmt;
-  SET_BIT (seen, stmt_ann (stmt)->uid);
+static void
+gen_lsm_tmp_name (tree ref)
+{
+  const char *name;
 
-  while (in_queue)
+  switch (TREE_CODE (ref))
     {
-      stmt = queue[--in_queue];
-
-      if (LIM_DATA (stmt)
-         && LIM_DATA (stmt)->sm_done)
-       goto fail;
+    case MISALIGNED_INDIRECT_REF:
+    case ALIGN_INDIRECT_REF:
+    case INDIRECT_REF:
+      gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
+      lsm_tmp_name_add ("_");
+      break;
 
-      switch (TREE_CODE (stmt))
-       {
-       case MODIFY_EXPR:
-         aref = &TREE_OPERAND (stmt, 0);
-         if (is_gimple_reg (*aref)
-             || !is_gimple_lvalue (*aref))
-           aref = &TREE_OPERAND (stmt, 1);
-         if (is_gimple_reg (*aref)
-             || !is_gimple_lvalue (*aref)
-             || (common_ref && !operand_equal_p (*aref, common_ref, 0)))
-           goto fail;
-         common_ref = *aref;
-
-         record_mem_ref (mem_refs, stmt, aref);
-
-         /* Traverse also definitions of the VUSES (there may be other
-            distinct from the one we used to get to this statement).  */
-         v_may_defs = STMT_V_MAY_DEF_OPS (stmt);
-         for (i = 0; i < NUM_V_MAY_DEFS (v_may_defs); i++)
-           maybe_queue_var (V_MAY_DEF_OP (v_may_defs, i), loop,
-                            seen, queue, &in_queue);
-
-         vuses = STMT_VUSE_OPS (stmt);
-         for (i = 0; i < NUM_VUSES (vuses); i++)
-           maybe_queue_var (VUSE_OP (vuses, i), loop,
-                            seen, queue, &in_queue);
-         break;
+    case BIT_FIELD_REF:
+    case VIEW_CONVERT_EXPR:
+    case ARRAY_RANGE_REF:
+      gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
+      break;
 
-       case PHI_NODE:
-         for (i = 0; i < (unsigned) PHI_NUM_ARGS (stmt); i++)
-           maybe_queue_var (PHI_ARG_DEF (stmt, i), loop,
-                            seen, queue, &in_queue);
-         break;
+    case REALPART_EXPR:
+      gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
+      lsm_tmp_name_add ("_RE");
+      break;
+      
+    case IMAGPART_EXPR:
+      gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
+      lsm_tmp_name_add ("_IM");
+      break;
 
-       default:
-         goto fail;
-       }
+    case COMPONENT_REF:
+      gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
+      lsm_tmp_name_add ("_");
+      name = get_name (TREE_OPERAND (ref, 1));
+      if (!name)
+       name = "F";
+      lsm_tmp_name_add ("_");
+      lsm_tmp_name_add (name);
+
+    case ARRAY_REF:
+      gen_lsm_tmp_name (TREE_OPERAND (ref, 0));
+      lsm_tmp_name_add ("_I");
+      break;
 
-      /* Find uses of virtual names.  */
-      df = get_immediate_uses (stmt);
-      n = num_immediate_uses (df);
+    case SSA_NAME:
+      ref = SSA_NAME_VAR (ref);
+      /* Fallthru.  */
 
-      for (i = 0; i < n; i++)
-       {
-         stmt = immediate_use (df, i);
+    case VAR_DECL:
+    case PARM_DECL:
+      name = get_name (ref);
+      if (!name)
+       name = "D";
+      lsm_tmp_name_add (name);
+      break;
 
-         if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, bb_for_stmt (stmt)))
-           continue;
+    case STRING_CST:
+      lsm_tmp_name_add ("S");
+      break;
 
-         if (TEST_BIT (seen, stmt_ann (stmt)->uid))
-           continue;
-         SET_BIT (seen, stmt_ann (stmt)->uid);
+    case RESULT_DECL:
+      lsm_tmp_name_add ("R");
+      break;
 
-         queue[in_queue++] = stmt;
-       }
+    default:
+      gcc_unreachable ();
     }
-
-  free (queue);
-  sbitmap_free (seen);
-
-  return common_ref;
-
-fail:
-  free_mem_refs (*mem_refs);
-  *mem_refs = NULL;
-  free (queue);
-  sbitmap_free (seen);
-
-  return NULL;
 }
 
-/* Rewrites memory references in list MEM_REFS by variable TMP_VAR.  */
+/* Determines name for temporary variable that replaces REF.
+   The name is accumulated into the lsm_tmp_name variable.  */
 
-static void
-rewrite_mem_refs (tree tmp_var, struct mem_ref *mem_refs)
+static char *
+get_lsm_tmp_name (tree ref)
 {
-  v_may_def_optype v_may_defs;
-  v_must_def_optype v_must_defs;
-  vuse_optype vuses;
-  unsigned i;
-  tree var;
-
-  for (; mem_refs; mem_refs = mem_refs->next)
-    {
-      v_may_defs = STMT_V_MAY_DEF_OPS (mem_refs->stmt);
-      for (i = 0; i < NUM_V_MAY_DEFS (v_may_defs); i++)
-       {
-         var = SSA_NAME_VAR (V_MAY_DEF_RESULT (v_may_defs, i));
-         bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
-       }
-
-      v_must_defs = STMT_V_MUST_DEF_OPS (mem_refs->stmt);
-      for (i = 0; i < NUM_V_MUST_DEFS (v_must_defs); i++)
-       {
-         var = SSA_NAME_VAR (V_MUST_DEF_OP (v_must_defs, i));
-         bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
-       }
-
-      vuses = STMT_VUSE_OPS (mem_refs->stmt);
-      for (i = 0; i < NUM_VUSES (vuses); i++)
-       {
-         var = SSA_NAME_VAR (VUSE_OP (vuses, i));
-         bitmap_set_bit (vars_to_rename, var_ann (var)->uid);
-       }
-
-      *mem_refs->ref = tmp_var;
-      modify_stmt (mem_refs->stmt);
-    }
+  lsm_tmp_name_length = 0;
+  gen_lsm_tmp_name (ref);
+  lsm_tmp_name_add ("_lsm");
+  return lsm_tmp_name;
 }
 
 /* Records request for store motion of memory reference REF from LOOP.
-   MEM_REFS is the list of occurences of the reference REF inside LOOP;
+   MEM_REFS is the list of occurrences of the reference REF inside LOOP;
    these references are rewritten by a new temporary variable.
    Exits from the LOOP are stored in EXITS, there are N_EXITS of them.
    The initialization of the temporary variable is put to the preheader
@@ -986,15 +1042,23 @@ rewrite_mem_refs (tree tmp_var, struct mem_ref *mem_refs)
 
 static void
 schedule_sm (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits, tree ref,
-            struct mem_ref *mem_refs)
+            struct mem_ref_loc *mem_refs)
 {
-  struct mem_ref *aref;
+  struct mem_ref_loc *aref;
   tree tmp_var;
   unsigned i;
   tree load, store;
   struct fmt_data fmt_data;
 
-  tmp_var = make_rename_temp (TREE_TYPE (ref), "lsm_tmp");
+  if (dump_file && (dump_flags & TDF_DETAILS))
+    {
+      fprintf (dump_file, "Executing store motion of ");
+      print_generic_expr (dump_file, ref, 0);
+      fprintf (dump_file, " from loop %d\n", loop->num);
+    }
+
+  tmp_var = make_rename_temp (TREE_TYPE (ref),
+                             get_lsm_tmp_name (ref));
 
   fmt_data.loop = loop;
   fmt_data.orig_loop = loop;
@@ -1006,9 +1070,8 @@ schedule_sm (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits, tree ref,
       LIM_DATA (aref->stmt)->sm_done = true;
 
   /* Emit the load & stores.  */
-  load = build (MODIFY_EXPR, void_type_node, tmp_var, ref);
-  modify_stmt (load);
-  stmt_ann (load)->common.aux = xcalloc (1, sizeof (struct lim_aux_data));
+  load = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node, tmp_var, ref);
+  get_stmt_ann (load)->common.aux = xcalloc (1, sizeof (struct lim_aux_data));
   LIM_DATA (load)->max_loop = loop;
   LIM_DATA (load)->tgt_loop = loop;
 
@@ -1018,41 +1081,37 @@ schedule_sm (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits, tree ref,
 
   for (i = 0; i < n_exits; i++)
     {
-      store = build (MODIFY_EXPR, void_type_node,
-                    unshare_expr (ref), tmp_var);
+      store = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node,
+                     unshare_expr (ref), tmp_var);
       bsi_insert_on_edge (exits[i], store);
     }
 }
 
-/* Determine whether all memory references inside LOOP corresponding to the
-   virtual ssa name REG are equal to each other, and whether the address of
-   this common reference can be hoisted outside of the loop.  If this is true,
-   prepare the statements that load the value of the memory reference to a
-   temporary variable in the loop preheader, store it back on the loop exits,
-   and replace all the references inside LOOP by this temporary variable.
-   LOOP has N_EXITS stored in EXITS.  */
+/* Check whether memory reference REF can be hoisted out of the LOOP.  If this
+   is true, prepare the statements that load the value of the memory reference
+   to a temporary variable in the loop preheader, store it back on the loop
+   exits, and replace all the references inside LOOP by this temporary variable.
+   LOOP has N_EXITS stored in EXITS.  CLOBBERED_VOPS is the bitmap of virtual
+   operands that are clobbered by a call or accessed through multiple references
+   in loop.  */
 
 static void
-determine_lsm_reg (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits, tree reg)
+determine_lsm_ref (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits,
+                  bitmap clobbered_vops, struct mem_ref *ref)
 {
-  tree ref;
-  struct mem_ref *mem_refs, *aref;
+  struct mem_ref_loc *aref;
   struct loop *must_exec;
-  
-  if (is_gimple_reg (reg))
-    return;
-  
-  ref = single_reachable_address (loop, SSA_NAME_DEF_STMT (reg), &mem_refs);
-  if (!ref)
+
+  /* In case the memory is not stored to, there is nothing for SM to do.  */
+  if (!ref->is_stored)
     return;
 
-  if (!for_each_index (&ref, may_move_till, loop))
-    {
-      free_mem_refs (mem_refs);
-      return;
-    }
+  /* If the reference is aliased with any different ref, or killed by call
+     in function, then fail.  */
+  if (bitmap_intersect_p (ref->vops, clobbered_vops))
+    return;
 
-  if (tree_could_trap_p (ref))
+  if (tree_could_trap_p (ref->mem))
     {
       /* If the memory access is unsafe (i.e. it might trap), ensure that some
         of the statements in that it occurs is always executed when the loop
@@ -1065,7 +1124,7 @@ determine_lsm_reg (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits, tree reg)
         least one of the statements containing the memory reference is
         executed.  */
 
-      for (aref = mem_refs; aref; aref = aref->next)
+      for (aref = ref->locs; aref; aref = aref->next)
        {
          if (!LIM_DATA (aref->stmt))
            continue;
@@ -1080,14 +1139,24 @@ determine_lsm_reg (struct loop *loop, edge *exits, unsigned n_exits, tree reg)
        }
 
       if (!aref)
-       {
-         free_mem_refs (mem_refs);
-         return;
-       }
+       return;
     }
 
-  schedule_sm (loop, exits, n_exits, ref, mem_refs);
-  free_mem_refs (mem_refs);
+  schedule_sm (loop, exits, n_exits, ref->mem, ref->locs);
+}
+
+/* Hoists memory references MEM_REFS out of LOOP.  CLOBBERED_VOPS is the list
+   of vops clobbered by call in loop or accessed by multiple memory references.
+   EXITS is the list of N_EXITS exit edges of the LOOP.  */
+
+static void
+hoist_memory_references (struct loop *loop, struct mem_ref *mem_refs,
+                        bitmap clobbered_vops, edge *exits, unsigned n_exits)
+{
+  struct mem_ref *ref;
+
+  for (ref = mem_refs; ref; ref = ref->next)
+    determine_lsm_ref (loop, exits, n_exits, clobbered_vops, ref);
 }
 
 /* Checks whether LOOP (with N_EXITS exits stored in EXITS array) is suitable
@@ -1107,15 +1176,198 @@ loop_suitable_for_sm (struct loop *loop ATTRIBUTE_UNUSED, edge *exits,
   return true;
 }
 
+/* A hash function for struct mem_ref object OBJ.  */
+
+static hashval_t
+memref_hash (const void *obj)
+{
+  const struct mem_ref *mem = obj;
+
+  return mem->hash;
+}
+
+/* An equality function for struct mem_ref object OBJ1 with
+   memory reference OBJ2.  */
+
+static int
+memref_eq (const void *obj1, const void *obj2)
+{
+  const struct mem_ref *mem1 = obj1;
+
+  return operand_equal_p (mem1->mem, (tree) obj2, 0);
+}
+
+/* Gathers memory references in statement STMT in LOOP, storing the
+   information about them in MEM_REFS hash table.  Note vops accessed through
+   unrecognized statements in CLOBBERED_VOPS.  The newly created references
+   are also stored to MEM_REF_LIST.  */
+
+static void
+gather_mem_refs_stmt (struct loop *loop, htab_t mem_refs,
+                     bitmap clobbered_vops, tree stmt,
+                     struct mem_ref **mem_ref_list)
+{
+  tree *lhs, *rhs, *mem = NULL;
+  hashval_t hash;
+  PTR *slot;
+  struct mem_ref *ref = NULL;
+  ssa_op_iter oi;
+  tree vname;
+  bool is_stored;
+
+  if (ZERO_SSA_OPERANDS (stmt, SSA_OP_ALL_VIRTUALS))
+    return;
+
+  /* Recognize MEM = (SSA_NAME | invariant) and SSA_NAME = MEM patterns.  */
+  if (TREE_CODE (stmt) != MODIFY_EXPR)
+    goto fail;
+
+  lhs = &TREE_OPERAND (stmt, 0);
+  rhs = &TREE_OPERAND (stmt, 1);
+
+  if (TREE_CODE (*lhs) == SSA_NAME)
+    {
+      if (!is_gimple_addressable (*rhs))
+       goto fail;
+
+      mem = rhs;
+      is_stored = false;
+    }
+  else if (TREE_CODE (*rhs) == SSA_NAME
+          || is_gimple_min_invariant (*rhs))
+    {
+      mem = lhs;
+      is_stored = true;
+    }
+  else
+    goto fail;
+
+  /* If we cannot create an SSA name for the result, give up.  */
+  if (!is_gimple_reg_type (TREE_TYPE (*mem))
+      || TREE_THIS_VOLATILE (*mem))
+    goto fail;
+
+  /* If we cannot move the reference out of the loop, fail.  */
+  if (!for_each_index (mem, may_move_till, loop))
+    goto fail;
+
+  hash = iterative_hash_expr (*mem, 0);
+  slot = htab_find_slot_with_hash (mem_refs, *mem, hash, INSERT);
+
+  if (*slot)
+    ref = *slot;
+  else
+    {
+      ref = XNEW (struct mem_ref);
+      ref->mem = *mem;
+      ref->hash = hash;
+      ref->locs = NULL;
+      ref->is_stored = false;
+      ref->vops = BITMAP_ALLOC (NULL);
+      ref->next = *mem_ref_list;
+      *mem_ref_list = ref;
+      *slot = ref;
+    }
+  ref->is_stored |= is_stored;
+
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vname, stmt, oi,
+                            SSA_OP_VIRTUAL_USES | SSA_OP_VIRTUAL_KILLS)
+    bitmap_set_bit (ref->vops, DECL_UID (SSA_NAME_VAR (vname)));
+  record_mem_ref_loc (&ref->locs, stmt, mem);
+  return;
+
+fail:
+  FOR_EACH_SSA_TREE_OPERAND (vname, stmt, oi,
+                            SSA_OP_VIRTUAL_USES | SSA_OP_VIRTUAL_KILLS)
+    bitmap_set_bit (clobbered_vops, DECL_UID (SSA_NAME_VAR (vname)));
+}
+
+/* Gathers memory references in LOOP.  Notes vops accessed through unrecognized
+   statements in CLOBBERED_VOPS.  The list of the references found by
+   the function is returned.  */
+
+static struct mem_ref *
+gather_mem_refs (struct loop *loop, bitmap clobbered_vops)
+{
+  basic_block *body = get_loop_body (loop);
+  block_stmt_iterator bsi;
+  unsigned i;
+  struct mem_ref *mem_ref_list = NULL;
+  htab_t mem_refs = htab_create (100, memref_hash, memref_eq, NULL);
+
+  for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
+    {
+      for (bsi = bsi_start (body[i]); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
+       gather_mem_refs_stmt (loop, mem_refs, clobbered_vops, bsi_stmt (bsi),
+                             &mem_ref_list);
+    }
+
+  free (body);
+
+  htab_delete (mem_refs);
+  return mem_ref_list;
+}
+
+/* Finds the vops accessed by more than one of the memory references described
+   in MEM_REFS and marks them in CLOBBERED_VOPS.  */
+
+static void
+find_more_ref_vops (struct mem_ref *mem_refs, bitmap clobbered_vops)
+{
+  bitmap_head tmp, all_vops;
+  struct mem_ref *ref;
+
+  bitmap_initialize (&tmp, &bitmap_default_obstack);
+  bitmap_initialize (&all_vops, &bitmap_default_obstack);
+
+  for (ref = mem_refs; ref; ref = ref->next)
+    {
+      /* The vops that are already in all_vops are accessed by more than
+        one memory reference.  */
+      bitmap_and (&tmp, &all_vops, ref->vops);
+      bitmap_ior_into (clobbered_vops, &tmp);
+      bitmap_clear (&tmp);
+
+      bitmap_ior_into (&all_vops, ref->vops);
+    }
+
+  bitmap_clear (&all_vops);
+}
+
+/* Releases the memory occupied by REF.  */
+
+static void
+free_mem_ref (struct mem_ref *ref)
+{
+  free_mem_ref_locs (ref->locs);
+  BITMAP_FREE (ref->vops);
+  free (ref);
+}
+
+/* Releases the memory occupied by REFS.  */
+
+static void
+free_mem_refs (struct mem_ref *refs)
+{
+  struct mem_ref *ref, *next;
+
+  for (ref = refs; ref; ref = next)
+    {
+      next = ref->next;
+      free_mem_ref (ref);
+    }
+}
+
 /* Try to perform store motion for all memory references modified inside
    LOOP.  */
 
 static void
 determine_lsm_loop (struct loop *loop)
 {
-  tree phi;
   unsigned n_exits;
   edge *exits = get_loop_exit_edges (loop, &n_exits);
+  bitmap clobbered_vops;
+  struct mem_ref *mem_refs;
 
   if (!loop_suitable_for_sm (loop, exits, n_exits))
     {
@@ -1123,10 +1375,19 @@ determine_lsm_loop (struct loop *loop)
       return;
     }
 
-  for (phi = phi_nodes (loop->header); phi; phi = TREE_CHAIN (phi))
-    determine_lsm_reg (loop, exits, n_exits, PHI_RESULT (phi));
+  /* Find the memory references in LOOP.  */
+  clobbered_vops = BITMAP_ALLOC (NULL);
+  mem_refs = gather_mem_refs (loop, clobbered_vops);
+
+  /* Find the vops that are used for more than one reference.  */
+  find_more_ref_vops (mem_refs, clobbered_vops);
 
+  /* Hoist all suitable memory references.  */
+  hoist_memory_references (loop, mem_refs, clobbered_vops, exits, n_exits);
+
+  free_mem_refs (mem_refs);
   free (exits);
+  BITMAP_FREE (clobbered_vops);
 }
 
 /* Try to perform store motion for all memory references modified inside
@@ -1136,28 +1397,12 @@ static void
 determine_lsm (struct loops *loops)
 {
   struct loop *loop;
-  basic_block bb;
 
-  /* Create a UID for each statement in the function.  Ordering of the
-     UIDs is not important for this pass.  */
-  max_uid = 0;
-  FOR_EACH_BB (bb)
-    {
-      block_stmt_iterator bsi;
-      tree phi;
-
-      for (bsi = bsi_start (bb); !bsi_end_p (bsi); bsi_next (&bsi))
-       stmt_ann (bsi_stmt (bsi))->uid = max_uid++;
-
-      for (phi = phi_nodes (bb); phi; phi = TREE_CHAIN (phi))
-       stmt_ann (phi)->uid = max_uid++;
-    }
-
-  compute_immediate_uses (TDFA_USE_VOPS, NULL);
+  if (!loops->tree_root->inner)
+    return;
 
-  /* Pass the loops from the outermost.  For each virtual operand loop phi node
-     check whether all the references inside the loop correspond to a single
-     address, and if so, move them.  */
+  /* Pass the loops from the outermost and perform the store motion as
+     suitable.  */
 
   loop = loops->tree_root->inner;
   while (1)
@@ -1174,7 +1419,6 @@ determine_lsm (struct loops *loops)
          loop = loop->outer;
          if (loop == loops->tree_root)
            {
-             free_df ();
              loop_commit_inserts ();
              return;
            }
@@ -1202,6 +1446,7 @@ fill_always_executed_in (struct loop *loop, sbitmap contains_call)
 
       for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
        {
+         edge_iterator ei;
          bb = bbs[i];
 
          if (dominated_by_p (CDI_DOMINATORS, loop->latch, bb))
@@ -1210,7 +1455,7 @@ fill_always_executed_in (struct loop *loop, sbitmap contains_call)
          if (TEST_BIT (contains_call, bb->index))
            break;
 
-         for (e = bb->succ; e; e = e->succ_next)
+         FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->succs)
            if (!flow_bb_inside_loop_p (loop, e->dest))
              break;
          if (e)