Backport from GCC mainline.
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997-2016 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* TODO
21    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
22    - calc rough register pressure information and use the info to drive all
23      kinds of code motion (including code hoisting) in a unified way.
24 */
25
26 /* References searched while implementing this.
27
28    Compilers Principles, Techniques and Tools
29    Aho, Sethi, Ullman
30    Addison-Wesley, 1988
31
32    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
33    E. Morel, C. Renvoise
34    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
35
36    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
37    Frederick Chow
38    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
39
40    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
41    D.M. Dhamdhere
42    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
43
44    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
45    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
46    K-H Drechsler, M.P. Stadel
47    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
48
49    Practical Adaptation of the Global Optimization
50    Algorithm of Morel and Renvoise
51    D.M. Dhamdhere
52    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
53
54    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
55    Dependence Graph
56    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
57    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
58
59    Lazy Code Motion
60    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
61    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
62
63    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
64    Time for Reducible Flow Control
65    Thomas Ball
66    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
67    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
68
69    An Efficient Representation for Sparse Sets
70    Preston Briggs, Linda Torczon
71    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
72    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
73
74    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
75    K-H Drechsler, M.P. Stadel
76    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
77
78    Partial Dead Code Elimination
79    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
80    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
81
82    Effective Partial Redundancy Elimination
83    P. Briggs, K.D. Cooper
84    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
85
86    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
87    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
88    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
89
90    Optimal Code Motion: Theory and Practice
91    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
92    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
93
94    The power of assignment motion
95    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
96    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
97
98    Global code motion / global value numbering
99    C. Click
100    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
101
102    Value Driven Redundancy Elimination
103    L.T. Simpson
104    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
105
106    Value Numbering
107    L.T. Simpson
108    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
109
110    High Performance Compilers for Parallel Computing
111    Michael Wolfe
112    Addison-Wesley, 1996
113
114    Advanced Compiler Design and Implementation
115    Steven Muchnick
116    Morgan Kaufmann, 1997
117
118    Building an Optimizing Compiler
119    Robert Morgan
120    Digital Press, 1998
121
122    People wishing to speed up the code here should read:
123      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
124      B.G. Ryder, M.C. Paull
125      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
126
127      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
128      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
129      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
130
131    People wishing to do something different can find various possibilities
132    in the above papers and elsewhere.
133 */
134
135 #include "config.h"
136 #include "system.h"
137 #include "coretypes.h"
138 #include "backend.h"
139 #include "target.h"
140 #include "rtl.h"
141 #include "tree.h"
142 #include "predict.h"
143 #include "df.h"
144 #include "tm_p.h"
145 #include "insn-config.h"
146 #include "regs.h"
147 #include "ira.h"
148 #include "recog.h"
149 #include "diagnostic-core.h"
150 #include "cfgrtl.h"
151 #include "cfganal.h"
152 #include "lcm.h"
153 #include "cfgcleanup.h"
154 #include "expr.h"
155 #include "params.h"
156 #include "intl.h"
157 #include "tree-pass.h"
158 #include "dbgcnt.h"
159 #include "gcse.h"
160 #include "gcse-common.h"
161
162 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
163    are a superset of those done by classic GCSE.
164
165    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
166    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
167    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
168    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
169    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
170    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
171
172    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
173    (set (pseudo-reg) (expression)).
174    Function want_to_gcse_p says what these are.
175
176    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
177    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
178    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
179    high part and a low part).
180
181    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
182    partially redundant).
183
184    **********************
185
186    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
187    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
188    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
189    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
190    the expense.
191
192    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
193    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
194    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
195    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
196
197    It was found doing copy propagation between each pass enables further
198    substitutions.
199
200    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
201    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
202    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
203    at the time when the study was conducted.
204
205    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
206    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
207
208    **********************
209
210    The steps for PRE are:
211
212    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
213
214    2) Perform the data flow analysis for PRE.
215
216    3) Delete the redundant instructions
217
218    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
219       redundant instructions fully redundant.
220
221    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
222       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
223
224    The deletion is done first so that when we do insertions we
225    know which pseudo reg to use.
226
227    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
228    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
229    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
230
231    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
232    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
233    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
234    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
235    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
236    each register in each block and thus can try to use an existing
237    register.  */
238 \f
239 /* GCSE global vars.  */
240
241 struct target_gcse default_target_gcse;
242 #if SWITCHABLE_TARGET
243 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
244 #endif
245
246 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
247 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
248
249 /* An obstack for our working variables.  */
250 static struct obstack gcse_obstack;
251
252 /* Hash table of expressions.  */
253
254 struct gcse_expr
255 {
256   /* The expression.  */
257   rtx expr;
258   /* Index in the available expression bitmaps.  */
259   int bitmap_index;
260   /* Next entry with the same hash.  */
261   struct gcse_expr *next_same_hash;
262   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
263      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
264      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
265      to the occurrence and the output is not used between the start of
266      the block and the occurrence.  */
267   struct gcse_occr *antic_occr;
268   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
269      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
270      basic block and the operands are not modified by following statements in
271      the basic block [including this insn].  */
272   struct gcse_occr *avail_occr;
273   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
274      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
275      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
276   rtx reaching_reg;
277   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
278      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
279      to keep register pressure under control.
280      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
281      travel.  */
282   int max_distance;
283 };
284
285 /* Occurrence of an expression.
286    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
287    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
288
289 struct gcse_occr
290 {
291   /* Next occurrence of this expression.  */
292   struct gcse_occr *next;
293   /* The insn that computes the expression.  */
294   rtx_insn *insn;
295   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
296   char deleted_p;
297   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
298      reaching_reg.  */
299   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
300      the same byte.  */
301   char copied_p;
302 };
303
304 typedef struct gcse_occr *occr_t;
305
306 /* Expression hash tables.
307    Each hash table is an array of buckets.
308    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
309    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
310    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
311    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
312    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
313    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
314
315 struct gcse_hash_table_d
316 {
317   /* The table itself.
318      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
319   struct gcse_expr **table;
320
321   /* Size of the hash table, in elements.  */
322   unsigned int size;
323
324   /* Number of hash table elements.  */
325   unsigned int n_elems;
326 };
327
328 /* Expression hash table.  */
329 static struct gcse_hash_table_d expr_hash_table;
330
331 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
332    or store motion.
333    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
334    i.e. loads and stores to a single location.
335    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
336    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
337    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
338    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
339
340 struct ls_expr
341 {
342   struct gcse_expr * expr;      /* Gcse expression reference for LM.  */
343   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
344   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
345   rtx_insn_list *loads;         /* INSN list of loads seen.  */
346   rtx_insn_list *stores;        /* INSN list of stores seen.  */
347   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
348   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
349   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
350   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
351   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
352 };
353
354 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
355 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
356
357 struct pre_ldst_expr_hasher : nofree_ptr_hash <ls_expr>
358 {
359   typedef value_type compare_type;
360   static inline hashval_t hash (const ls_expr *);
361   static inline bool equal (const ls_expr *, const ls_expr *);
362 };
363
364 /* Hashtable helpers.  */
365 inline hashval_t
366 pre_ldst_expr_hasher::hash (const ls_expr *x)
367 {
368   int do_not_record_p = 0;
369   return
370     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
371 }
372
373 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
374
375 inline bool
376 pre_ldst_expr_hasher::equal (const ls_expr *ptr1,
377                              const ls_expr *ptr2)
378 {
379   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
380 }
381
382 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
383 static hash_table<pre_ldst_expr_hasher> *pre_ldst_table;
384
385 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
386    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
387    the start of the basic block.  */
388 static regset reg_set_bitmap;
389
390 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
391    memory within that block.  */
392 static vec<rtx_insn *> *modify_mem_list;
393 static bitmap modify_mem_list_set;
394
395 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
396    being set and their canonicalized memory addresses.  */
397 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
398
399 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
400    function calls.  */
401 static bitmap blocks_with_calls;
402
403 /* Various variables for statistics gathering.  */
404
405 /* Memory used in a pass.
406    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
407    to keep an eye on memory usage.  */
408 static int bytes_used;
409
410 /* GCSE substitutions made.  */
411 static int gcse_subst_count;
412 /* Number of copy instructions created.  */
413 static int gcse_create_count;
414 \f
415 /* Doing code hoisting.  */
416 static bool doing_code_hoisting_p = false;
417 \f
418 /* For available exprs */
419 static sbitmap *ae_kill;
420 \f
421 /* Data stored for each basic block.  */
422 struct bb_data
423 {
424   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
425      (defined only for the pressure classes).  */
426   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
427   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
428      an expression.  Will be used to restore the register pressure
429      if the expression should not be hoisted.  */
430   int old_pressure;
431   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
432      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
433      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
434      expression should not be hoisted.  */
435   bitmap live_in, backup;
436 };
437
438 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
439
440 static basic_block curr_bb;
441
442 /* Current register pressure for each pressure class.  */
443 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
444 \f
445
446 static void compute_can_copy (void);
447 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
448 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
449 static void *gcse_alloc (unsigned long);
450 static void alloc_gcse_mem (void);
451 static void free_gcse_mem (void);
452 static void hash_scan_insn (rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
453 static void hash_scan_set (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
454 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
455 static void hash_scan_call (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
456 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const rtx_insn *, int);
457 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const rtx_insn *);
458 static int oprs_available_p (const_rtx, const rtx_insn *);
459 static void insert_expr_in_table (rtx, machine_mode, rtx_insn *, int, int,
460                                   int, struct gcse_hash_table_d *);
461 static unsigned int hash_expr (const_rtx, machine_mode, int *, int);
462 static void record_last_reg_set_info (rtx_insn *, int);
463 static void record_last_mem_set_info (rtx_insn *);
464 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
465 static void compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
466 static void alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
467 static void free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
468 static void compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *);
469 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct gcse_hash_table_d *);
470 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
471                                       struct gcse_hash_table_d *);
472 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
473 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
474 static void alloc_pre_mem (int, int);
475 static void free_pre_mem (void);
476 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
477 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct gcse_expr *,
478                                     basic_block);
479 static void insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *, basic_block);
480 static void pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *, rtx_insn *);
481 static void pre_insert_copies (void);
482 static int pre_delete (void);
483 static int pre_gcse (struct edge_list *);
484 static int one_pre_gcse_pass (void);
485 static void add_label_notes (rtx, rtx_insn *);
486 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
487 static void free_code_hoist_mem (void);
488 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
489 static void compute_code_hoist_data (void);
490 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct gcse_expr *, basic_block,
491                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
492                                      int *, bitmap, rtx_insn *);
493 static int hoist_code (void);
494 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
495 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs);
496 static int one_code_hoisting_pass (void);
497 static rtx_insn *process_insert_insn (struct gcse_expr *);
498 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct gcse_expr **);
499 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct gcse_expr *,
500                                          basic_block, char *);
501 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
502 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
503 static void free_ld_motion_mems (void);
504 static void print_ldst_list (FILE *);
505 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
506 static int simple_mem (const_rtx);
507 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
508 static void compute_ld_motion_mems (void);
509 static void trim_ld_motion_mems (void);
510 static void update_ld_motion_stores (struct gcse_expr *);
511 static void clear_modify_mem_tables (void);
512 static void free_modify_mem_tables (void);
513
514 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
515 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
516
517 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
518 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
519
520 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
521 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
522
523 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
524 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
525 \f
526 /* Misc. utilities.  */
527
528 #define can_copy \
529   (this_target_gcse->x_can_copy)
530 #define can_copy_init_p \
531   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
532
533 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
534
535 static void
536 compute_can_copy (void)
537 {
538   int i;
539 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
540   rtx reg;
541  rtx_insn *insn;
542 #endif
543   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
544
545   start_sequence ();
546   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
547     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
548       {
549 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
550         can_copy[i] = 0;
551 #else
552         reg = gen_rtx_REG ((machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
553         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (reg, reg));
554         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
555           can_copy[i] = 1;
556 #endif
557       }
558     else
559       can_copy[i] = 1;
560
561   end_sequence ();
562 }
563
564 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
565
566 bool
567 can_copy_p (machine_mode mode)
568 {
569   if (! can_copy_init_p)
570     {
571       compute_can_copy ();
572       can_copy_init_p = true;
573     }
574
575   return can_copy[mode] != 0;
576 }
577 \f
578 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
579
580 static void *
581 gmalloc (size_t size)
582 {
583   bytes_used += size;
584   return xmalloc (size);
585 }
586
587 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
588
589 static void *
590 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
591 {
592   bytes_used += nelem * elsize;
593   return xcalloc (nelem, elsize);
594 }
595
596 /* Cover function to obstack_alloc.  */
597
598 static void *
599 gcse_alloc (unsigned long size)
600 {
601   bytes_used += size;
602   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
603 }
604
605 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
606    This is called at the start of each pass.  */
607
608 static void
609 alloc_gcse_mem (void)
610 {
611   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
612   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
613
614   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
615      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
616      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
617   typedef vec<rtx_insn *> vec_rtx_heap;
618   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
619   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block_for_fn (cfun));
620   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap,
621                                     last_basic_block_for_fn (cfun));
622   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
623   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
624 }
625
626 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
627
628 static void
629 free_gcse_mem (void)
630 {
631   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
632
633   free_modify_mem_tables ();
634   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
635   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
636 }
637 \f
638 /* Compute the local properties of each recorded expression.
639
640    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
641    other blocks.
642
643    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
644    in the block.
645
646    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
647    at least once and expression would contain the same value if the
648    computation was moved to the end of the block.
649
650    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
651    least once and expression would contain the same value if the computation
652    was moved to the beginning of the block.
653
654    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
655    basically the same information and thus can easily share this code.
656
657    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
658    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
659    particular property.
660
661    TABLE controls which hash table to look at.  */
662
663 static void
664 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
665                           struct gcse_hash_table_d *table)
666 {
667   unsigned int i;
668
669   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
670   if (transp)
671     {
672       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
673     }
674
675   if (comp)
676     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block_for_fn (cfun));
677   if (antloc)
678     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
679
680   for (i = 0; i < table->size; i++)
681     {
682       struct gcse_expr *expr;
683
684       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
685         {
686           int indx = expr->bitmap_index;
687           struct gcse_occr *occr;
688
689           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
690              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
691              then reset the bits for those that are.  */
692           if (transp)
693             compute_transp (expr->expr, indx, transp,
694                             blocks_with_calls,
695                             modify_mem_list_set,
696                             canon_modify_mem_list);
697
698           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
699              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
700           if (antloc)
701             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
702               {
703                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
704
705                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
706                    initialize this.  */
707                 occr->deleted_p = 0;
708               }
709
710           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
711              we want to set to nonzero in COMP.  */
712           if (comp)
713             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
714               {
715                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
716
717                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
718                    initialize this.  */
719                 occr->copied_p = 0;
720               }
721
722           /* While we're scanning the table, this is a good place to
723              initialize this.  */
724           expr->reaching_reg = 0;
725         }
726     }
727 }
728 \f
729 /* Hash table support.  */
730
731 struct reg_avail_info
732 {
733   basic_block last_bb;
734   int first_set;
735   int last_set;
736 };
737
738 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
739 static basic_block current_bb;
740
741 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
742    GCSE.  */
743
744 static int
745 want_to_gcse_p (rtx x, machine_mode mode, int *max_distance_ptr)
746 {
747 #ifdef STACK_REGS
748   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
749      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
750      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
751   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
752     x = avoid_constant_pool_reference (x);
753 #endif
754
755   /* GCSE'ing constants:
756
757      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
758      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
759      the maximum distance simple expressions can travel.
760
761      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
762      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
763      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
764
765      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
766      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
767      in a way that allows reload rematerialize them under high register
768      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
769      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
770      spilling such constants under high register pressure instead of
771      rematerializing them.  */
772
773   switch (GET_CODE (x))
774     {
775     case REG:
776     case SUBREG:
777     case CALL:
778       return 0;
779
780     CASE_CONST_ANY:
781       if (!doing_code_hoisting_p)
782         /* Do not PRE constants.  */
783         return 0;
784
785       /* FALLTHRU */
786
787     default:
788       if (doing_code_hoisting_p)
789         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
790         {
791           int cost;
792           int max_distance;
793
794           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
795                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
796           cost = set_src_cost (x, mode, 0);
797
798           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
799             {
800               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
801               if (max_distance == 0)
802                 return 0;
803
804               gcc_assert (max_distance > 0);
805             }
806           else
807             max_distance = 0;
808
809           if (max_distance_ptr)
810             *max_distance_ptr = max_distance;
811         }
812
813       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x, mode);
814     }
815 }
816
817 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
818
819 static GTY(()) rtx_insn *test_insn;
820
821 /* Return true if we can assign X to a pseudo register of mode MODE
822    such that the resulting insn does not result in clobbering a hard
823    register as a side-effect.
824
825    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
826    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
827    has hidden side-effects we don't want to mess with.
828
829    This function is typically used by code motion passes, to verify
830    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
831    maybe live hard regs.  */
832
833 bool
834 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x, machine_mode mode)
835 {
836   int num_clobbers = 0;
837   int icode;
838   bool can_assign = false;
839
840   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
841   if (general_operand (x, mode))
842     return 1;
843   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
844     return 0;
845
846   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
847      our test insn if we haven't already.  */
848   if (test_insn == 0)
849     {
850       test_insn
851         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (gen_rtx_REG (word_mode,
852                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
853                                       const0_rtx));
854       SET_NEXT_INSN (test_insn) = SET_PREV_INSN (test_insn) = 0;
855       INSN_LOCATION (test_insn) = UNKNOWN_LOCATION;
856     }
857
858   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
859      valid.  */
860   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), mode);
861   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
862
863   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
864
865   /* If the test insn is valid and doesn't need clobbers, and the target also
866      has no objections, we're good.  */
867   if (icode >= 0
868       && (num_clobbers == 0 || !added_clobbers_hard_reg_p (icode))
869       && ! (targetm.cannot_copy_insn_p
870             && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn)))
871     can_assign = true;
872
873   /* Make sure test_insn doesn't have any pointers into GC space.  */
874   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = NULL_RTX;
875
876   return can_assign;
877 }
878
879 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
880    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
881    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
882
883 static int
884 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn, int avail_p)
885 {
886   int i, j;
887   enum rtx_code code;
888   const char *fmt;
889
890   if (x == 0)
891     return 1;
892
893   code = GET_CODE (x);
894   switch (code)
895     {
896     case REG:
897       {
898         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
899
900         if (info->last_bb != current_bb)
901           return 1;
902         if (avail_p)
903           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
904         else
905           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
906       }
907
908     case MEM:
909       if (! flag_gcse_lm
910           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
911                                      x, avail_p))
912         return 0;
913       else
914         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
915
916     case PRE_DEC:
917     case PRE_INC:
918     case POST_DEC:
919     case POST_INC:
920     case PRE_MODIFY:
921     case POST_MODIFY:
922       return 0;
923
924     case PC:
925     case CC0: /*FIXME*/
926     case CONST:
927     CASE_CONST_ANY:
928     case SYMBOL_REF:
929     case LABEL_REF:
930     case ADDR_VEC:
931     case ADDR_DIFF_VEC:
932       return 1;
933
934     default:
935       break;
936     }
937
938   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
939     {
940       if (fmt[i] == 'e')
941         {
942           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
943              level, change it into iteration.  This function is called enough
944              to be worth it.  */
945           if (i == 0)
946             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
947
948           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
949             return 0;
950         }
951       else if (fmt[i] == 'E')
952         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
953           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
954             return 0;
955     }
956
957   return 1;
958 }
959
960 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
961
962 struct mem_conflict_info
963 {
964   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
965      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
966   const_rtx mem;
967
968   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
969      references.  */
970   bool conflict;
971 };
972
973 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
974    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
975    information back through DATA.  */
976
977 static void
978 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
979                           void *data)
980 {
981   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
982
983   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
984          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
985          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
986     dest = XEXP (dest, 0);
987
988   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
989      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
990      elsewhere.  */
991   if (! MEM_P (dest))
992     return;
993
994   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
995      don't mark as killed this time.  */
996   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
997     {
998       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
999         mci->conflict = true;
1000       return;
1001     }
1002
1003   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1004     mci->conflict = true;
1005 }
1006
1007 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1008    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1009    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1010    before UID_LIMIT.
1011
1012    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1013    AVAIL_P to 0.  */
1014
1015 static int
1016 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1017                         int avail_p)
1018 {
1019   vec<rtx_insn *> list = modify_mem_list[bb->index];
1020   rtx_insn *setter;
1021   unsigned ix;
1022
1023   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1024   if (MEM_READONLY_P (x))
1025     return 0;
1026
1027   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1028     {
1029       struct mem_conflict_info mci;
1030
1031       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1032       if ((avail_p
1033            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1034           || (! avail_p
1035               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1036         continue;
1037
1038       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1039          to pure functions are never put on the list, so we need not
1040          worry about them.  */
1041       if (CALL_P (setter))
1042         return 1;
1043
1044       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1045          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1046       mci.mem = x;
1047       mci.conflict = false;
1048       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1049       if (mci.conflict)
1050         return 1;
1051     }
1052   return 0;
1053 }
1054
1055 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1056    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1057
1058 static int
1059 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1060 {
1061   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1062 }
1063
1064 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1065    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1066
1067 static int
1068 oprs_available_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1069 {
1070   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1071 }
1072
1073 /* Hash expression X.
1074
1075    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1076    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1077    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1078    the current size of the hash table to be probed.  */
1079
1080 static unsigned int
1081 hash_expr (const_rtx x, machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1082            int hash_table_size)
1083 {
1084   unsigned int hash;
1085
1086   *do_not_record_p = 0;
1087
1088   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1089   return hash % hash_table_size;
1090 }
1091
1092 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1093
1094 static int
1095 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1096 {
1097   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1098 }
1099
1100 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1101    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1102    basic block.
1103
1104    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1105    It is only used if X is a CONST_INT.
1106
1107    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1108    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1109
1110    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1111    be moved.  */
1112
1113 static void
1114 insert_expr_in_table (rtx x, machine_mode mode, rtx_insn *insn,
1115                       int antic_p,
1116                       int avail_p, int max_distance, struct gcse_hash_table_d *table)
1117 {
1118   int found, do_not_record_p;
1119   unsigned int hash;
1120   struct gcse_expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1121   struct gcse_occr *antic_occr, *avail_occr;
1122
1123   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1124
1125   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1126      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1127      to or can't handle.  */
1128   if (do_not_record_p)
1129     return;
1130
1131   cur_expr = table->table[hash];
1132   found = 0;
1133
1134   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1135     {
1136       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1137          the list.  */
1138       last_expr = cur_expr;
1139       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1140     }
1141
1142   if (! found)
1143     {
1144       cur_expr = GOBNEW (struct gcse_expr);
1145       bytes_used += sizeof (struct gcse_expr);
1146       if (table->table[hash] == NULL)
1147         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1148         table->table[hash] = cur_expr;
1149       else
1150         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1151         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1152
1153       /* Set the fields of the expr element.  */
1154       cur_expr->expr = x;
1155       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1156       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1157       cur_expr->antic_occr = NULL;
1158       cur_expr->avail_occr = NULL;
1159       gcc_assert (max_distance >= 0);
1160       cur_expr->max_distance = max_distance;
1161     }
1162   else
1163     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1164
1165   /* Now record the occurrence(s).  */
1166   if (antic_p)
1167     {
1168       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1169
1170       if (antic_occr
1171           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1172         antic_occr = NULL;
1173
1174       if (antic_occr)
1175         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1176            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1177            block and the block is scanned from start to end.  */
1178         ; /* nothing to do */
1179       else
1180         {
1181           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1182           antic_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1183           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1184           antic_occr->insn = insn;
1185           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1186           antic_occr->deleted_p = 0;
1187           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1188         }
1189     }
1190
1191   if (avail_p)
1192     {
1193       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1194
1195       if (avail_occr
1196           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1197         {
1198           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1199              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1200              the last one in the block and the block is scanned from start
1201              to end.  */
1202           avail_occr->insn = insn;
1203         }
1204       else
1205         {
1206           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1207           avail_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1208           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1209           avail_occr->insn = insn;
1210           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1211           avail_occr->deleted_p = 0;
1212           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1213         }
1214     }
1215 }
1216
1217 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1218
1219 static void
1220 hash_scan_set (rtx set, rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1221 {
1222   rtx src = SET_SRC (set);
1223   rtx dest = SET_DEST (set);
1224   rtx note;
1225
1226   if (GET_CODE (src) == CALL)
1227     hash_scan_call (src, insn, table);
1228
1229   else if (REG_P (dest))
1230     {
1231       unsigned int regno = REGNO (dest);
1232       int max_distance = 0;
1233
1234       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1235
1236          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1237          redundant constants, addresses or other expressions that are
1238          constructed with multiple instructions.
1239
1240          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1241          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1242          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1243          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1244          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1245          do more than one PRE GCSE pass.
1246
1247          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1248          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1249       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1250       if (note != 0
1251           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1252           && !REG_P (src)
1253           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), GET_MODE (dest), NULL))
1254         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (dest, src);
1255
1256       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1257       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1258           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1259           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1260           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1261              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1262           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1263              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1264              can't do the same thing at the rtl level.  */
1265           && !can_throw_internal (insn)
1266           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1267           && want_to_gcse_p (src, GET_MODE (dest), &max_distance)
1268           /* Don't CSE a nop.  */
1269           && ! set_noop_p (set)
1270           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1271              At this point this only function parameters should have
1272              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1273              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1274              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1275           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1276         {
1277           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1278              modified before this insn or if this is not the only SET in
1279              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1280              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1281              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1282           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1283                         && !multiple_sets (insn);
1284           /* An expression is not available if its operands are
1285              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1286              available if this is a branch, because we can't insert
1287              a set after the branch.  */
1288           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1289                          && ! JUMP_P (insn));
1290
1291           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1292                                 max_distance, table);
1293         }
1294     }
1295   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1296      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1297      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1298   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1299     {
1300       unsigned int regno = REGNO (src);
1301       int max_distance = 0;
1302
1303       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1304       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1305           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1306           && can_copy_p (GET_MODE (src))
1307           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1308              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1309           && !can_throw_internal (insn)
1310           /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1311           && want_to_gcse_p (dest, GET_MODE (dest), &max_distance)
1312           /* Don't CSE a nop.  */
1313           && ! set_noop_p (set)
1314           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1315              At this point this only function parameters should have
1316              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1317              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1318              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1319           && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1320               || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1321         {
1322           /* Stores are never anticipatable.  */
1323           int antic_p = 0;
1324           /* An expression is not available if its operands are
1325              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1326              available if this is a branch, because we can't insert
1327              a set after the branch.  */
1328           int avail_p = oprs_available_p (dest, insn) && ! JUMP_P (insn);
1329
1330           /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1331           insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1332                                 antic_p, avail_p, max_distance, table);
1333         }
1334     }
1335 }
1336
1337 static void
1338 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1339                    struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1340 {
1341   /* Currently nothing to do.  */
1342 }
1343
1344 static void
1345 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1346                 struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1347 {
1348   /* Currently nothing to do.  */
1349 }
1350
1351 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1352
1353 static void
1354 hash_scan_insn (rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1355 {
1356   rtx pat = PATTERN (insn);
1357   int i;
1358
1359   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1360      what's been modified.  */
1361
1362   if (GET_CODE (pat) == SET)
1363     hash_scan_set (pat, insn, table);
1364
1365   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1366     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1367
1368   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1369     hash_scan_call (pat, insn, table);
1370
1371   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1372     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1373       {
1374         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1375
1376         if (GET_CODE (x) == SET)
1377           hash_scan_set (x, insn, table);
1378         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1379           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1380         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1381           hash_scan_call (x, insn, table);
1382       }
1383 }
1384
1385 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1386
1387 static void
1388 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct gcse_hash_table_d *table)
1389 {
1390   int i;
1391   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1392   struct gcse_expr **flat_table;
1393   unsigned int *hash_val;
1394   struct gcse_expr *expr;
1395
1396   flat_table = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, table->n_elems);
1397   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1398
1399   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1400     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1401       {
1402         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1403         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1404       }
1405
1406   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1407            name, table->size, table->n_elems);
1408
1409   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1410     if (flat_table[i] != 0)
1411       {
1412         expr = flat_table[i];
1413         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1414                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1415         print_rtl (file, expr->expr);
1416         fprintf (file, "\n");
1417       }
1418
1419   fprintf (file, "\n");
1420
1421   free (flat_table);
1422   free (hash_val);
1423 }
1424
1425 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1426
1427    first_set records the first place in the block where the register
1428    is set and is used to compute "anticipatability".
1429
1430    last_set records the last place in the block where the register
1431    is set and is used to compute "availability".
1432
1433    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1434    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1435
1436 static void
1437 record_last_reg_set_info (rtx_insn *insn, int regno)
1438 {
1439   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1440   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1441
1442   info->last_set = luid;
1443   if (info->last_bb != current_bb)
1444     {
1445       info->last_bb = current_bb;
1446       info->first_set = luid;
1447     }
1448 }
1449
1450 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1451    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1452    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1453
1454 static void
1455 record_last_mem_set_info (rtx_insn *insn)
1456 {
1457   if (! flag_gcse_lm)
1458     return;
1459
1460   record_last_mem_set_info_common (insn, modify_mem_list,
1461                                    canon_modify_mem_list,
1462                                    modify_mem_list_set,
1463                                    blocks_with_calls);
1464 }
1465
1466 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1467    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1468    the SET is taking place.  */
1469
1470 static void
1471 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1472 {
1473   rtx_insn *last_set_insn = (rtx_insn *) data;
1474
1475   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1476     dest = SUBREG_REG (dest);
1477
1478   if (REG_P (dest))
1479     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1480   else if (MEM_P (dest)
1481            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1482            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1483     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1484 }
1485
1486 /* Top level function to create an expression hash table.
1487
1488    Expression entries are placed in the hash table if
1489    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1490    - src is something we want to perform GCSE on,
1491    - none of the operands are subsequently modified in the block
1492
1493    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1494
1495    TABLE is the table computed.  */
1496
1497 static void
1498 compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *table)
1499 {
1500   int i;
1501
1502   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1503   clear_modify_mem_tables ();
1504   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1505   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1506
1507   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1508     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1509
1510   FOR_EACH_BB_FN (current_bb, cfun)
1511     {
1512       rtx_insn *insn;
1513       unsigned int regno;
1514
1515       /* First pass over the instructions records information used to
1516          determine when registers and memory are first and last set.  */
1517       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1518         {
1519           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1520             continue;
1521
1522           if (CALL_P (insn))
1523             {
1524               hard_reg_set_iterator hrsi;
1525               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1526                                               0, regno, hrsi)
1527                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1528
1529               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1530                 record_last_mem_set_info (insn);
1531             }
1532
1533           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1534         }
1535
1536       /* The next pass builds the hash table.  */
1537       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1538         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1539           hash_scan_insn (insn, table);
1540     }
1541
1542   free (reg_avail_info);
1543   reg_avail_info = NULL;
1544 }
1545
1546 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1547    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1548
1549 static void
1550 alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1551 {
1552   int n;
1553
1554   n = get_max_insn_count ();
1555
1556   table->size = n / 4;
1557   if (table->size < 11)
1558     table->size = 11;
1559
1560   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1561      Making it an odd number is simplest for now.
1562      ??? Later take some measurements.  */
1563   table->size |= 1;
1564   n = table->size * sizeof (struct gcse_expr *);
1565   table->table = GNEWVAR (struct gcse_expr *, n);
1566 }
1567
1568 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1569
1570 static void
1571 free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1572 {
1573   free (table->table);
1574 }
1575
1576 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1577
1578 static void
1579 compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1580 {
1581   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1582   table->n_elems = 0;
1583   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct gcse_expr *));
1584
1585   compute_hash_table_work (table);
1586 }
1587 \f
1588 /* Expression tracking support.  */
1589
1590 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1591 static void
1592 clear_modify_mem_tables (void)
1593 {
1594   unsigned i;
1595   bitmap_iterator bi;
1596
1597   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1598     {
1599       modify_mem_list[i].release ();
1600       canon_modify_mem_list[i].release ();
1601     }
1602   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1603   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1604 }
1605
1606 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1607
1608 static void
1609 free_modify_mem_tables (void)
1610 {
1611   clear_modify_mem_tables ();
1612   free (modify_mem_list);
1613   free (canon_modify_mem_list);
1614   modify_mem_list = 0;
1615   canon_modify_mem_list = 0;
1616 }
1617 \f
1618 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1619
1620 /* Local properties of expressions.  */
1621
1622 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1623 static sbitmap *transp;
1624
1625 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1626 static sbitmap *comp;
1627
1628 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1629 static sbitmap *antloc;
1630
1631 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1632    point.  */
1633 static sbitmap *pre_optimal;
1634
1635 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1636 static sbitmap *pre_redundant;
1637
1638 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1639 static sbitmap *pre_insert_map;
1640
1641 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1642 static sbitmap *pre_delete_map;
1643
1644 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1645
1646 static void
1647 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1648 {
1649   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1650   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1651   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1652
1653   pre_optimal = NULL;
1654   pre_redundant = NULL;
1655   pre_insert_map = NULL;
1656   pre_delete_map = NULL;
1657   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1658
1659   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1660 }
1661
1662 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1663
1664 static void
1665 free_pre_mem (void)
1666 {
1667   sbitmap_vector_free (transp);
1668   sbitmap_vector_free (comp);
1669
1670   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1671
1672   if (pre_optimal)
1673     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1674   if (pre_redundant)
1675     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1676   if (pre_insert_map)
1677     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1678   if (pre_delete_map)
1679     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1680
1681   transp = comp = NULL;
1682   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1683 }
1684
1685 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1686    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1687    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1688    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1689    can be clobbered by calls.  */
1690
1691 static void
1692 prune_expressions (bool pre_p)
1693 {
1694   sbitmap prune_exprs;
1695   struct gcse_expr *expr;
1696   unsigned int ui;
1697   basic_block bb;
1698
1699   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1700   bitmap_clear (prune_exprs);
1701   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1702     {
1703       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1704         {
1705           /* Note potentially trapping expressions.  */
1706           if (may_trap_p (expr->expr))
1707             {
1708               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1709               continue;
1710             }
1711
1712           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1713             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1714                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1715                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1716                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1717                constant memory references can be hoisted along abnormal
1718                edges.  */
1719             {
1720               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1721                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1722                 continue;
1723
1724               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1725                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1726                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1727                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1728                 continue;
1729
1730               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1731                  analysis to determine if this mem is actually killed
1732                  by this call.  */
1733
1734               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1735             }
1736         }
1737     }
1738
1739   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1740     {
1741       edge e;
1742       edge_iterator ei;
1743
1744       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1745          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1746          because we won't be able to properly place the instruction on
1747          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1748          This is fairly conservative.
1749
1750          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1751          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1752          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1753          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1754          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1755          be best to implement this check along the lines of
1756          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1757          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1758          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1759       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1760         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1761             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1762           {
1763             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1764                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1765             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1766                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1767             break;
1768           }
1769     }
1770
1771   sbitmap_free (prune_exprs);
1772 }
1773
1774 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1775    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1776    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1777    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1778    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1779
1780    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1781
1782 static void
1783 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1784 {
1785   sbitmap_iterator sbi;
1786   sbitmap prune_exprs;
1787
1788   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1789      expressions.  */
1790   unsigned int i, j;
1791
1792   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1793      number of times an expression can be removed as a result.  */
1794   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1795   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1796
1797   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1798      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1799      insertion/deletion sets.  */
1800   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1801   bitmap_clear (prune_exprs);
1802
1803   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1804      needs to be inserted.  */
1805   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1806     {
1807       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1808         insertions[j]++;
1809     }
1810
1811   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1812      edges.  */
1813   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1814     {
1815       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1816         deletions[j]++;
1817     }
1818
1819   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1820      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1821      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1822      PRUNE_EXPRS.  */
1823   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1824     if (deletions[j]
1825         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1826       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
1827
1828   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
1829   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
1830     {
1831       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1832         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
1833
1834       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1835         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
1836     }
1837
1838   sbitmap_free (prune_exprs);
1839   free (insertions);
1840   free (deletions);
1841 }
1842
1843 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
1844
1845 static struct edge_list *
1846 compute_pre_data (void)
1847 {
1848   struct edge_list *edge_list;
1849   basic_block bb;
1850
1851   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
1852   prune_expressions (true);
1853   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
1854
1855   /* Compute ae_kill for each basic block using:
1856
1857      ~(TRANSP | COMP)
1858   */
1859
1860   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1861     {
1862       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
1863       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
1864     }
1865
1866   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
1867                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
1868   sbitmap_vector_free (antloc);
1869   antloc = NULL;
1870   sbitmap_vector_free (ae_kill);
1871   ae_kill = NULL;
1872
1873   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
1874
1875   return edge_list;
1876 }
1877 \f
1878 /* PRE utilities */
1879
1880 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
1881    block BB.
1882
1883    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
1884    been visited.  It is NULL for the top-level call.
1885
1886    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
1887    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
1888    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
1889    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
1890    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
1891    the closest such expression.  */
1892
1893 static int
1894 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr,
1895                               basic_block bb, char *visited)
1896 {
1897   edge pred;
1898   edge_iterator ei;
1899
1900   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
1901     {
1902       basic_block pred_bb = pred->src;
1903
1904       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
1905           /* Has predecessor has already been visited?  */
1906           || visited[pred_bb->index])
1907         ;/* Nothing to do.  */
1908
1909       /* Does this predecessor generate this expression?  */
1910       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
1911         {
1912           /* Is this the occurrence we're looking for?
1913              Note that there's only one generating occurrence per block
1914              so we just need to check the block number.  */
1915           if (occr_bb == pred_bb)
1916             return 1;
1917
1918           visited[pred_bb->index] = 1;
1919         }
1920       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
1921       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
1922         visited[pred_bb->index] = 1;
1923
1924       /* Neither gen nor kill.  */
1925       else
1926         {
1927           visited[pred_bb->index] = 1;
1928           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
1929             return 1;
1930         }
1931     }
1932
1933   /* All paths have been checked.  */
1934   return 0;
1935 }
1936
1937 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
1938    memory allocated for that function is returned.  */
1939
1940 static int
1941 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
1942 {
1943   int rval;
1944   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block_for_fn (cfun));
1945
1946   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
1947
1948   free (visited);
1949   return rval;
1950 }
1951 \f
1952 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
1953
1954 static rtx_insn *
1955 process_insert_insn (struct gcse_expr *expr)
1956 {
1957   rtx reg = expr->reaching_reg;
1958   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
1959   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
1960   rtx_insn *pat;
1961
1962   start_sequence ();
1963
1964   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
1965      just copy it to a register.  */
1966   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
1967     emit_move_insn (reg, exp);
1968
1969   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
1970      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
1971   else
1972     {
1973       rtx_insn *insn = emit_insn (gen_rtx_SET (reg, exp));
1974
1975       if (insn_invalid_p (insn, false))
1976         gcc_unreachable ();
1977     }
1978
1979   pat = get_insns ();
1980   end_sequence ();
1981
1982   return pat;
1983 }
1984
1985 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
1986
1987    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
1988
1989 static void
1990 insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
1991 {
1992   rtx_insn *insn = BB_END (bb);
1993   rtx_insn *new_insn;
1994   rtx reg = expr->reaching_reg;
1995   int regno = REGNO (reg);
1996   rtx_insn *pat, *pat_end;
1997
1998   pat = process_insert_insn (expr);
1999   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2000
2001   pat_end = pat;
2002   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2003     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2004
2005   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2006      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2007      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2008
2009   if (JUMP_P (insn)
2010       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2011           && (!single_succ_p (bb)
2012               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2013     {
2014       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2015          if cc0 isn't set.  */
2016       if (HAVE_cc0)
2017         {
2018           rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2019           if (note)
2020             insn = safe_as_a <rtx_insn *> (XEXP (note, 0));
2021           else
2022             {
2023               rtx_insn *maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2024               if (maybe_cc0_setter
2025                   && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2026                   && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2027                 insn = maybe_cc0_setter;
2028             }
2029         }
2030
2031       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2032       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2033     }
2034
2035   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2036      of exception handling.  */
2037   else if (CALL_P (insn)
2038            && (!single_succ_p (bb)
2039                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2040     {
2041       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2042          in registers, we search backward and place the instructions before
2043          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2044          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2045
2046       /* Since different machines initialize their parameter registers
2047          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2048          parameter registers.  */
2049       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2050
2051       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2052          before the first parameter load.
2053
2054          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2055          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2056          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2057          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2058          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2059       while (LABEL_P (insn)
2060              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2061         insn = NEXT_INSN (insn);
2062
2063       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2064     }
2065   else
2066     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2067
2068   while (1)
2069     {
2070       if (INSN_P (pat))
2071         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2072       if (pat == pat_end)
2073         break;
2074       pat = NEXT_INSN (pat);
2075     }
2076
2077   gcse_create_count++;
2078
2079   if (dump_file)
2080     {
2081       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2082                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2083       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2084                expr->bitmap_index, regno);
2085     }
2086 }
2087
2088 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2089    the expressions fully redundant.  */
2090
2091 static int
2092 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct gcse_expr **index_map)
2093 {
2094   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2095   sbitmap *inserted;
2096
2097   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2098      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2099
2100   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2101   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2102   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2103   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2104
2105   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2106     {
2107       int indx;
2108       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2109
2110       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2111         {
2112           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2113
2114           for (j = indx;
2115                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2116                j++, insert >>= 1)
2117             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2118               {
2119                 struct gcse_expr *expr = index_map[j];
2120                 struct gcse_occr *occr;
2121
2122                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2123                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2124                   {
2125                     if (! occr->deleted_p)
2126                       continue;
2127
2128                     /* Insert this expression on this edge if it would
2129                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2130                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2131                       {
2132                         rtx_insn *insn;
2133                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2134
2135                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2136                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2137                            the previous block. There are several alternatives
2138                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2139                            handling this situation.  This one is easiest for
2140                            now.  */
2141
2142                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2143                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2144                         else
2145                           {
2146                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2147                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2148                           }
2149
2150                         if (dump_file)
2151                           {
2152                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2153                                      bb->index,
2154                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2155                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2156                                      expr->bitmap_index);
2157                           }
2158
2159                         update_ld_motion_stores (expr);
2160                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2161                         did_insert = 1;
2162                         gcse_create_count++;
2163                       }
2164                   }
2165               }
2166         }
2167     }
2168
2169   sbitmap_vector_free (inserted);
2170   return did_insert;
2171 }
2172
2173 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2174    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2175      reaching_reg <- old_reg
2176    it's better to do the following:
2177      reaching_reg <- expr
2178      old_reg      <- reaching_reg
2179    because this way copy propagation can discover additional PRE
2180    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2181    When "expr" is a store, i.e.
2182    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2183      reaching_reg <- old_reg
2184    it's better to add it before as follows:
2185      reaching_reg <- old_reg
2186      MEM          <- reaching_reg.  */
2187
2188 static void
2189 pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *expr, rtx_insn *insn)
2190 {
2191   rtx reg = expr->reaching_reg;
2192   int regno = REGNO (reg);
2193   int indx = expr->bitmap_index;
2194   rtx pat = PATTERN (insn);
2195   rtx set, first_set;
2196   rtx_insn *new_insn;
2197   rtx old_reg;
2198   int i;
2199
2200   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2201   switch (GET_CODE (pat))
2202     {
2203     case SET:
2204       set = pat;
2205       break;
2206
2207     case PARALLEL:
2208       /* Search through the parallel looking for the set whose
2209          source was the expression that we're interested in.  */
2210       first_set = NULL_RTX;
2211       set = NULL_RTX;
2212       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2213         {
2214           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2215           if (GET_CODE (x) == SET)
2216             {
2217               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2218                  may not find an equivalent expression, but in this
2219                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2220               if (first_set == NULL_RTX)
2221                 first_set = x;
2222               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2223                 {
2224                   set = x;
2225                   break;
2226                 }
2227             }
2228         }
2229
2230       gcc_assert (first_set);
2231       if (set == NULL_RTX)
2232         set = first_set;
2233       break;
2234
2235     default:
2236       gcc_unreachable ();
2237     }
2238
2239   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2240     {
2241       old_reg = SET_DEST (set);
2242       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2243       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2244         {
2245           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2246           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2247         }
2248       else
2249         {
2250           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2251           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2252         }
2253     }
2254   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2255     {
2256       old_reg = SET_SRC (set);
2257       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2258
2259       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2260       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2261         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2262       else
2263         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2264     }
2265
2266   gcse_create_count++;
2267
2268   if (dump_file)
2269     fprintf (dump_file,
2270              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2271               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2272               INSN_UID (insn), regno);
2273 }
2274
2275 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2276    to `reaching_reg'.  */
2277
2278 static void
2279 pre_insert_copies (void)
2280 {
2281   unsigned int i, added_copy;
2282   struct gcse_expr *expr;
2283   struct gcse_occr *occr;
2284   struct gcse_occr *avail;
2285
2286   /* For each available expression in the table, copy the result to
2287      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2288
2289      ??? The current algorithm is rather brute force.
2290      Need to do some profiling.  */
2291
2292   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2293     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2294       {
2295         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2296            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2297            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2298            deleted.  This test also avoids further processing if the
2299            expression wasn't deleted anywhere.  */
2300         if (expr->reaching_reg == NULL)
2301           continue;
2302
2303         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2304         added_copy = 0;
2305
2306         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2307           {
2308             if (! occr->deleted_p)
2309               continue;
2310
2311             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2312               {
2313                 rtx_insn *insn = avail->insn;
2314
2315                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2316                 if (avail->copied_p)
2317                   continue;
2318
2319                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2320                 if (insn->deleted ())
2321                   continue;
2322
2323                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2324                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2325                                                expr,
2326                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2327                   continue;
2328
2329                 added_copy = 1;
2330
2331                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2332                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2333                 avail->copied_p = 1;
2334               }
2335           }
2336
2337           if (added_copy)
2338             update_ld_motion_stores (expr);
2339       }
2340 }
2341
2342 struct set_data
2343 {
2344   rtx_insn *insn;
2345   const_rtx set;
2346   int nsets;
2347 };
2348
2349 /* Increment number of sets and record set in DATA.  */
2350
2351 static void
2352 record_set_data (rtx dest, const_rtx set, void *data)
2353 {
2354   struct set_data *s = (struct set_data *)data;
2355
2356   if (GET_CODE (set) == SET)
2357     {
2358       /* We allow insns having multiple sets, where all but one are
2359          dead as single set insns.  In the common case only a single
2360          set is present, so we want to avoid checking for REG_UNUSED
2361          notes unless necessary.  */
2362       if (s->nsets == 1
2363           && find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, SET_DEST (s->set))
2364           && !side_effects_p (s->set))
2365         s->nsets = 0;
2366
2367       if (!s->nsets)
2368         {
2369           /* Record this set.  */
2370           s->nsets += 1;
2371           s->set = set;
2372         }
2373       else if (!find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, dest)
2374                || side_effects_p (set))
2375         s->nsets += 1;
2376     }
2377 }
2378
2379 static const_rtx
2380 single_set_gcse (rtx_insn *insn)
2381 {
2382   struct set_data s;
2383   rtx pattern;
2384   
2385   gcc_assert (INSN_P (insn));
2386
2387   /* Optimize common case.  */
2388   pattern = PATTERN (insn);
2389   if (GET_CODE (pattern) == SET)
2390     return pattern;
2391
2392   s.insn = insn;
2393   s.nsets = 0;
2394   note_stores (pattern, record_set_data, &s);
2395
2396   /* Considered invariant insns have exactly one set.  */
2397   gcc_assert (s.nsets == 1);
2398   return s.set;
2399 }
2400
2401 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2402    in INSN.  */
2403
2404 static rtx_insn *
2405 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx_insn *insn)
2406 {
2407   rtx_insn *new_rtx;
2408   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
2409   rtx set2;
2410   rtx note;
2411   rtx eqv = NULL_RTX;
2412
2413   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2414      we've verified to be valid.  */
2415
2416   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2417
2418   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2419      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2420      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2421   set2 = single_set (new_rtx);
2422   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2423     return new_rtx;
2424   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2425     eqv = XEXP (note, 0);
2426   else if (! REG_P (dest)
2427            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2428     eqv = SET_SRC (set);
2429
2430   if (eqv != NULL_RTX)
2431     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2432
2433   return new_rtx;
2434 }
2435
2436 /* Delete redundant computations.
2437    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2438    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2439    to propagate the copy or eliminate it.
2440
2441    Return nonzero if a change is made.  */
2442
2443 static int
2444 pre_delete (void)
2445 {
2446   unsigned int i;
2447   int changed;
2448   struct gcse_expr *expr;
2449   struct gcse_occr *occr;
2450
2451   changed = 0;
2452   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2453     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2454       {
2455         int indx = expr->bitmap_index;
2456
2457         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2458         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2459           {
2460             rtx_insn *insn = occr->insn;
2461             rtx set;
2462             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2463
2464             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2465             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2466                 && (set = single_set (insn)) != 0
2467                 && dbg_cnt (pre_insn))
2468               {
2469                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2470                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2471                    the mode of the original destination pseudo.  */
2472                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2473                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2474
2475                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2476                 delete_insn (insn);
2477                 occr->deleted_p = 1;
2478                 changed = 1;
2479                 gcse_subst_count++;
2480
2481                 if (dump_file)
2482                   {
2483                     fprintf (dump_file,
2484                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2485                                INSN_UID (insn), indx);
2486                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2487                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2488                   }
2489               }
2490           }
2491       }
2492
2493   return changed;
2494 }
2495
2496 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2497    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2498    has been done.
2499
2500    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2501    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2502    Compiler Design and Implementation.
2503
2504    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2505    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2506    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2507    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2508    through the block.
2509
2510    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2511    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2512    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2513    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2514    redundancies.  */
2515
2516 static int
2517 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2518 {
2519   unsigned int i;
2520   int did_insert, changed;
2521   struct gcse_expr **index_map;
2522   struct gcse_expr *expr;
2523
2524   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2525      hash table entry.  */
2526
2527   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
2528   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2529     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2530       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2531
2532   /* Delete the redundant insns first so that
2533      - we know what register to use for the new insns and for the other
2534        ones with reaching expressions
2535      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2536
2537   changed = pre_delete ();
2538   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2539
2540   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2541      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2542   pre_insert_copies ();
2543   if (did_insert)
2544     {
2545       commit_edge_insertions ();
2546       changed = 1;
2547     }
2548
2549   free (index_map);
2550   return changed;
2551 }
2552
2553 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2554
2555    Return nonzero if a change was made.  */
2556
2557 static int
2558 one_pre_gcse_pass (void)
2559 {
2560   int changed = 0;
2561
2562   gcse_subst_count = 0;
2563   gcse_create_count = 0;
2564
2565   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2566   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2567       || gcse_or_cprop_is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2568     return 0;
2569
2570   /* We need alias.  */
2571   init_alias_analysis ();
2572
2573   bytes_used = 0;
2574   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2575   alloc_gcse_mem ();
2576
2577   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2578   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2579   if (flag_gcse_lm)
2580     compute_ld_motion_mems ();
2581
2582   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2583   if (flag_gcse_lm)
2584     trim_ld_motion_mems ();
2585   if (dump_file)
2586     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2587
2588   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2589     {
2590       struct edge_list *edge_list;
2591       alloc_pre_mem (last_basic_block_for_fn (cfun), expr_hash_table.n_elems);
2592       edge_list = compute_pre_data ();
2593       changed |= pre_gcse (edge_list);
2594       free_edge_list (edge_list);
2595       free_pre_mem ();
2596     }
2597
2598   if (flag_gcse_lm)
2599     free_ld_motion_mems ();
2600   remove_fake_exit_edges ();
2601   free_hash_table (&expr_hash_table);
2602
2603   free_gcse_mem ();
2604   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2605
2606   /* We are finished with alias.  */
2607   end_alias_analysis ();
2608
2609   if (dump_file)
2610     {
2611       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2612                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2613                bytes_used);
2614       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2615                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2616     }
2617
2618   return changed;
2619 }
2620 \f
2621 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2622    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2623    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2624    that note, because the following loop optimization pass requires
2625    them.  */
2626
2627 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2628    then we would not need to do this here, because jump would add the
2629    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2630
2631 static void
2632 add_label_notes (rtx x, rtx_insn *insn)
2633 {
2634   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2635   int i, j;
2636   const char *fmt;
2637
2638   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2639     {
2640       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2641          avoid flow generating (slightly) worse code.
2642
2643          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2644          mark_jump_label for additional information).  */
2645
2646       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2647          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2648          notes.  */
2649       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2650       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, LABEL_REF_LABEL (x));
2651
2652       if (LABEL_P (LABEL_REF_LABEL (x)))
2653         LABEL_NUSES (LABEL_REF_LABEL (x))++;
2654
2655       return;
2656     }
2657
2658   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2659     {
2660       if (fmt[i] == 'e')
2661         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2662       else if (fmt[i] == 'E')
2663         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2664           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2665     }
2666 }
2667
2668 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2669
2670 /* Very busy expressions.  */
2671 static sbitmap *hoist_vbein;
2672 static sbitmap *hoist_vbeout;
2673
2674 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2675    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2676    more effective than the tail merging code in jump.c.
2677
2678    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2679    code hoisting.  It would be nice.  */
2680
2681 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2682
2683 static void
2684 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2685 {
2686   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2687   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2688   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2689
2690   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2691   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2692 }
2693
2694 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2695
2696 static void
2697 free_code_hoist_mem (void)
2698 {
2699   sbitmap_vector_free (antloc);
2700   sbitmap_vector_free (transp);
2701   sbitmap_vector_free (comp);
2702
2703   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2704   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2705
2706   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2707 }
2708
2709 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2710
2711    An expression is very busy if all paths from a given point
2712    compute the expression.  */
2713
2714 static void
2715 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2716 {
2717   int changed, passes;
2718   basic_block bb;
2719
2720   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block_for_fn (cfun));
2721   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block_for_fn (cfun));
2722
2723   passes = 0;
2724   changed = 1;
2725
2726   while (changed)
2727     {
2728       changed = 0;
2729
2730       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2731          the convergence.  */
2732       FOR_EACH_BB_REVERSE_FN (bb, cfun)
2733         {
2734           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2735             {
2736               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2737                                             hoist_vbein, bb);
2738
2739               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2740                  in BB and available at its end.  */
2741               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2742                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2743             }
2744
2745           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2746                                               antloc[bb->index],
2747                                               hoist_vbeout[bb->index],
2748                                               transp[bb->index]);
2749         }
2750
2751       passes++;
2752     }
2753
2754   if (dump_file)
2755     {
2756       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2757
2758       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2759         {
2760           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2761           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2762           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2763           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2764         }
2765     }
2766 }
2767
2768 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2769
2770 static void
2771 compute_code_hoist_data (void)
2772 {
2773   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2774   prune_expressions (false);
2775   compute_code_hoist_vbeinout ();
2776   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2777   if (dump_file)
2778     fprintf (dump_file, "\n");
2779 }
2780
2781 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2782    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2783    maintain live_in information if live range of register referred
2784    in FROM is shrunk.
2785    
2786    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2787    the number by which register pressure is decreased.
2788    
2789    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2790
2791 static int
2792 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx_insn *from)
2793 {
2794   rtx dreg;
2795   rtx_insn *insn;
2796   basic_block succ_bb;
2797   df_ref use, op_ref;
2798   edge succ;
2799   edge_iterator ei;
2800   int decreased_pressure = 0;
2801   int nregs;
2802   enum reg_class pressure_class;
2803
2804   FOR_EACH_INSN_USE (use, from)
2805     {
2806       dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
2807       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2808          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2809          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2810       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2811         {
2812           succ_bb = succ->dest;
2813           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2814             continue;
2815
2816           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2817             break;
2818         }
2819       if (succ != NULL)
2820         continue;
2821
2822       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2823       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2824         {
2825           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
2826             continue;
2827
2828           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
2829           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
2830               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
2831             break;
2832         }
2833
2834       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
2835       /* Decrease register pressure and update live_in information for
2836          this block.  */
2837       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
2838         {
2839           decreased_pressure += nregs;
2840           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
2841           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
2842         }
2843     }
2844   return decreased_pressure;
2845 }
2846
2847 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
2848    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
2849    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
2850
2851    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
2852    hoisted up in flow graph.
2853
2854    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
2855    for each basic block.
2856
2857    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
2858    for storing EXPR.
2859
2860    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
2861    EXPR is hoisted.
2862
2863    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
2864
2865    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
2866    to me that the expression must either be computed or transparent in
2867    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
2868    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
2869    the expression wasn't a loop invariant.
2870
2871    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
2872    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
2873    paths.  */
2874
2875 static int
2876 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct gcse_expr *expr,
2877                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
2878                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
2879                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx_insn *from)
2880 {
2881   unsigned int i;
2882   edge pred;
2883   edge_iterator ei;
2884   sbitmap_iterator sbi;
2885   int visited_allocated_locally = 0;
2886   int decreased_pressure = 0;
2887
2888   if (flag_ira_hoist_pressure)
2889     {
2890       /* Record old information of basic block BB when it is visited
2891          at the first time.  */
2892       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
2893         {
2894           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
2895           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
2896           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
2897         }
2898       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
2899     }
2900   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
2901      is exhausted.  */
2902   if (distance > 0)
2903     {
2904       if (flag_ira_hoist_pressure)
2905         {
2906           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
2907           if (decreased_pressure > *nregs)
2908             distance += bb_size[bb->index];
2909           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
2910              of following conditions is satisfied:
2911
2912              1. The basic block has low register pressure.
2913              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
2914
2915              Constant expressions is handled conservatively, because
2916              hoisting constant expression aggressively results in worse
2917              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
2918              on ARM target, while it has no obvious effect on other
2919              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
2920           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
2921                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
2922                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
2923                        && decreased_pressure < *nregs))
2924             distance -= bb_size[bb->index];
2925         }
2926       else
2927         distance -= bb_size[bb->index];
2928
2929       if (distance <= 0)
2930         return 0;
2931     }
2932   else
2933     gcc_assert (distance == 0);
2934
2935   if (visited == NULL)
2936     {
2937       visited_allocated_locally = 1;
2938       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
2939       bitmap_clear (visited);
2940     }
2941
2942   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2943     {
2944       basic_block pred_bb = pred->src;
2945
2946       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2947         break;
2948       else if (pred_bb == expr_bb)
2949         continue;
2950       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
2951         continue;
2952       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2953         break;
2954       /* Not killed.  */
2955       else
2956         {
2957           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
2958           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
2959                                           visited, distance, bb_size,
2960                                           pressure_class, nregs,
2961                                           hoisted_bbs, from))
2962             break;
2963         }
2964     }
2965   if (visited_allocated_locally)
2966     {
2967       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
2968          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
2969       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
2970         {
2971           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
2972           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
2973           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
2974             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
2975         }
2976       sbitmap_free (visited);
2977     }
2978
2979   return (pred == NULL);
2980 }
2981 \f
2982 /* Find occurrence in BB.  */
2983
2984 static struct gcse_occr *
2985 find_occr_in_bb (struct gcse_occr *occr, basic_block bb)
2986 {
2987   /* Find the right occurrence of this expression.  */
2988   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
2989     occr = occr->next;
2990
2991   return occr;
2992 }
2993
2994 /* Actually perform code hoisting.
2995
2996    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
2997    expression along dominated path to a dominating basic block, like
2998    from b2/b3 to b1 as depicted below:
2999
3000           b1      ------
3001           /\         |
3002          /  \        |
3003         bx   by   distance
3004        /      \      |
3005       /        \     |
3006      b2        b3 ------
3007
3008    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3009    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3010    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3011    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3012    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3013    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3014    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3015    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3016    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3017
3018    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3019    hoist based on upper method.  The rationale is:
3020      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3021         facility.
3022      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3023         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3024         register pressure will be increased because of extended live
3025         range of output.  However, register pressure will be decreased
3026         if the live ranges of inputs are shrunk.
3027      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3028         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3029         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3030      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3031         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3032         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3033         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3034         pressure.
3035      5. Update register pressure information for basic blocks through
3036         which expression is hoisted.  */
3037
3038 static int
3039 hoist_code (void)
3040 {
3041   basic_block bb, dominated;
3042   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3043   unsigned int dom_tree_walk_index;
3044   vec<basic_block> domby;
3045   unsigned int i, j, k;
3046   struct gcse_expr **index_map;
3047   struct gcse_expr *expr;
3048   int *to_bb_head;
3049   int *bb_size;
3050   int changed = 0;
3051   struct bb_data *data;
3052   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3053   bitmap from_bbs;
3054   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3055   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3056   bitmap_iterator bi;
3057
3058   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3059      hash table entry.  */
3060
3061   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
3062   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3063     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3064       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3065
3066   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3067      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3068      data to restrict distance an expression can travel.  */
3069
3070   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3071   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block_for_fn (cfun));
3072
3073   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3074     {
3075       rtx_insn *insn;
3076       int to_head;
3077
3078       to_head = 0;
3079       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3080         {
3081           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3082              decision choices.  */
3083           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3084             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3085         }
3086
3087       bb_size[bb->index] = to_head;
3088     }
3089
3090   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3091               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3092                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3093
3094   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3095   if (flag_ira_hoist_pressure)
3096     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3097
3098   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3099                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3100
3101   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3102      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3103   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3104     {
3105       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3106
3107       if (domby.length () == 0)
3108         continue;
3109
3110       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3111          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3112       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3113         {
3114           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3115             {
3116               int nregs = 0;
3117               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3118               /* Current expression.  */
3119               struct gcse_expr *expr = index_map[i];
3120               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3121               int hoistable = 0;
3122               /* Occurrences reachable from BB.  */
3123               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3124               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3125                  note when we've inserted it.  */
3126               int insn_inserted_p;
3127               occr_t occr;
3128
3129               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3130                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3131               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3132                 {
3133                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3134
3135                   if (occr)
3136                     {
3137                       /* An occurrence might've been already deleted
3138                          while processing a dominator of BB.  */
3139                       if (!occr->deleted_p)
3140                         {
3141                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3142                           hoistable++;
3143                         }
3144                     }
3145                   else
3146                     hoistable++;
3147                 }
3148
3149               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3150                  we look at every block BB dominates to see if it
3151                  computes the expression.  */
3152               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3153                 {
3154                   int max_distance;
3155
3156                   /* Ignore self dominance.  */
3157                   if (bb == dominated)
3158                     continue;
3159                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3160                      the busy expression and whether or not moving that
3161                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3162                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3163                     continue;
3164
3165                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3166                   gcc_assert (occr);
3167
3168                   /* An occurrence might've been already deleted
3169                      while processing a dominator of BB.  */
3170                   if (occr->deleted_p)
3171                     continue;
3172                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3173
3174                   max_distance = expr->max_distance;
3175                   if (max_distance > 0)
3176                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3177                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3178                        only part of it.  */
3179                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3180                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3181
3182                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3183                                                                  &nregs);
3184
3185                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3186                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3187
3188                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3189                      from a dominated block into BB.  */
3190                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3191                                                 max_distance, bb_size,
3192                                                 pressure_class, &nregs,
3193                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3194                     {
3195                       hoistable++;
3196                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3197                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3198                     }
3199                 }
3200
3201               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3202                  expression, then note it in the vector of expressions to
3203                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3204                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3205                  allocation.  One could increase this value to try harder
3206                  to avoid any possible code expansion due to register
3207                  allocation issues; however experiments have shown that
3208                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3209                  from two successors, so raising this threshold is likely
3210                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3211               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3212                 {
3213                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3214                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3215                      time looking for LCA in this case.  */
3216                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3217                     {
3218                       basic_block lca;
3219
3220                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3221                                                               from_bbs);
3222                       if (lca != bb)
3223                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3224                            LCA.  */
3225                         occrs_to_hoist.release ();
3226                     }
3227                 }
3228               else
3229                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3230                 occrs_to_hoist.release ();
3231
3232               if (flag_ira_hoist_pressure
3233                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3234                 {
3235                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3236                      expr is hoisted because of extended live range of
3237                      output.  */
3238                   data = BB_DATA (bb);
3239                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3240                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3241                     {
3242                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3243                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3244                     }
3245                 }
3246               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3247                 {
3248                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3249                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3250                      hoisted.  */
3251                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3252                     {
3253                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3254                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3255                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3256                           = data->old_pressure;
3257                     }
3258                 }
3259
3260               if (flag_ira_hoist_pressure)
3261                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3262
3263               insn_inserted_p = 0;
3264
3265               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3266                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3267               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3268                 {
3269                   rtx_insn *insn;
3270                   const_rtx set;
3271
3272                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3273
3274                   insn = occr->insn;
3275                   set = single_set_gcse (insn);
3276
3277                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3278                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3279                      from the mode of the original destination pseudo.
3280
3281                      It is important to use new pseudos whenever we
3282                      emit a set.  This will allow reload to use
3283                      rematerialization for such registers.  */
3284                   if (!insn_inserted_p)
3285                     expr->reaching_reg
3286                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3287
3288                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3289                                         insn);
3290                   delete_insn (insn);
3291                   occr->deleted_p = 1;
3292                   changed = 1;
3293                   gcse_subst_count++;
3294
3295                   if (!insn_inserted_p)
3296                     {
3297                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3298                       insn_inserted_p = 1;
3299                     }
3300                 }
3301
3302               occrs_to_hoist.release ();
3303               bitmap_clear (from_bbs);
3304             }
3305         }
3306       domby.release ();
3307     }
3308
3309   dom_tree_walk.release ();
3310   BITMAP_FREE (from_bbs);
3311   if (flag_ira_hoist_pressure)
3312     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3313
3314   free (bb_size);
3315   free (to_bb_head);
3316   free (index_map);
3317
3318   return changed;
3319 }
3320
3321 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3322    *NREGS) of register REGNO.  */
3323 static enum reg_class
3324 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3325 {
3326   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3327     {
3328       enum reg_class pressure_class;
3329
3330       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3331       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3332       *nregs
3333         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3334       return pressure_class;
3335     }
3336   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3337            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3338     {
3339       *nregs = 1;
3340       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3341     }
3342   else
3343     {
3344       *nregs = 0;
3345       return NO_REGS;
3346     }
3347 }
3348
3349 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3350    for destination of INSN. */
3351 static enum reg_class
3352 get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs)
3353 {
3354   rtx reg;
3355   enum reg_class pressure_class;
3356   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
3357
3358   reg = SET_DEST (set);
3359   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3360     reg = SUBREG_REG (reg);
3361   if (MEM_P (reg))
3362     {
3363       *nregs = 0;
3364       pressure_class = NO_REGS;
3365     }
3366   else
3367     {
3368       gcc_assert (REG_P (reg));
3369       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3370       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3371       *nregs
3372         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3373     }
3374   return pressure_class;
3375 }
3376
3377 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3378    register REGNO.  */
3379 static void
3380 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3381 {
3382   int nregs;
3383   enum reg_class pressure_class;
3384
3385   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3386   if (! incr_p)
3387     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3388   else
3389     {
3390       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3391       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3392           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3393         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3394           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3395     }
3396 }
3397
3398 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3399    from last to first.  */
3400 static void
3401 calculate_bb_reg_pressure (void)
3402 {
3403   int i;
3404   unsigned int j;
3405   rtx_insn *insn;
3406   basic_block bb;
3407   bitmap curr_regs_live;
3408   bitmap_iterator bi;
3409
3410
3411   ira_setup_eliminable_regset ();
3412   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3413   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3414     {
3415       curr_bb = bb;
3416       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3417       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3418       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3419       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3420       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3421         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3422       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3423         change_pressure (j, true);
3424
3425       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3426         {
3427           rtx dreg;
3428           int regno;
3429           df_ref def, use;
3430
3431           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3432             continue;
3433
3434           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
3435             {
3436               dreg = DF_REF_REAL_REG (def);
3437               gcc_assert (REG_P (dreg));
3438               regno = REGNO (dreg);
3439               if (!(DF_REF_FLAGS (def)
3440                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3441                 {
3442                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3443                     change_pressure (regno, false);
3444                 }
3445             }
3446
3447           FOR_EACH_INSN_USE (use, insn)
3448             {
3449               dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
3450               gcc_assert (REG_P (dreg));
3451               regno = REGNO (dreg);
3452               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3453                 change_pressure (regno, true);
3454             }
3455         }
3456     }
3457   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3458
3459   if (dump_file == NULL)
3460     return;
3461
3462   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3463   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3464     {
3465       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3466       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3467         {
3468           enum reg_class pressure_class;
3469
3470           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3471           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3472             continue;
3473
3474           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3475                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3476         }
3477     }
3478   fprintf (dump_file, "\n");
3479 }
3480
3481 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3482
3483    Return nonzero if a change was made.  */
3484
3485 static int
3486 one_code_hoisting_pass (void)
3487 {
3488   int changed = 0;
3489
3490   gcse_subst_count = 0;
3491   gcse_create_count = 0;
3492
3493   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3494   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3495       || gcse_or_cprop_is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3496     return 0;
3497
3498   doing_code_hoisting_p = true;
3499
3500   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3501   if (flag_ira_hoist_pressure)
3502     {
3503       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3504       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3505       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3506       calculate_bb_reg_pressure ();
3507       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3508     }
3509
3510   /* We need alias.  */
3511   init_alias_analysis ();
3512
3513   bytes_used = 0;
3514   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3515   alloc_gcse_mem ();
3516
3517   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3518   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3519   if (dump_file)
3520     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3521
3522   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3523     {
3524       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block_for_fn (cfun),
3525                             expr_hash_table.n_elems);
3526       compute_code_hoist_data ();
3527       changed = hoist_code ();
3528       free_code_hoist_mem ();
3529     }
3530
3531   if (flag_ira_hoist_pressure)
3532     {
3533       free_aux_for_blocks ();
3534       free_reg_info ();
3535     }
3536   free_hash_table (&expr_hash_table);
3537   free_gcse_mem ();
3538   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3539
3540   /* We are finished with alias.  */
3541   end_alias_analysis ();
3542
3543   if (dump_file)
3544     {
3545       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3546                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3547                bytes_used);
3548       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3549                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3550     }
3551
3552   doing_code_hoisting_p = false;
3553
3554   return changed;
3555 }
3556 \f
3557 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3558     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3559     move a load when it is killed only by a store to itself.
3560
3561             int i;
3562             float a[10];
3563
3564             void foo(float scale)
3565             {
3566               for (i=0; i<10; i++)
3567                 a[i] *= scale;
3568             }
3569
3570     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3571     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3572     of the loop.
3573
3574       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3575     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3576     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3577
3578       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3579     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3580     in the loop.  */
3581
3582 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3583    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3584
3585 static struct ls_expr *
3586 ldst_entry (rtx x)
3587 {
3588   int do_not_record_p = 0;
3589   struct ls_expr * ptr;
3590   unsigned int hash;
3591   ls_expr **slot;
3592   struct ls_expr e;
3593
3594   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3595                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3596
3597   e.pattern = x;
3598   slot = pre_ldst_table->find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3599   if (*slot)
3600     return *slot;
3601
3602   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3603
3604   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3605   ptr->expr         = NULL;
3606   ptr->pattern      = x;
3607   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3608   ptr->loads        = NULL;
3609   ptr->stores       = NULL;
3610   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3611   ptr->invalid      = 0;
3612   ptr->index        = 0;
3613   ptr->hash_index   = hash;
3614   pre_ldst_mems     = ptr;
3615   *slot = ptr;
3616
3617   return ptr;
3618 }
3619
3620 /* Free up an individual ldst entry.  */
3621
3622 static void
3623 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3624 {
3625   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3626   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3627
3628   free (ptr);
3629 }
3630
3631 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3632
3633 static void
3634 free_ld_motion_mems (void)
3635 {
3636   delete pre_ldst_table;
3637   pre_ldst_table = NULL;
3638
3639   while (pre_ldst_mems)
3640     {
3641       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3642
3643       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3644
3645       free_ldst_entry (tmp);
3646     }
3647
3648   pre_ldst_mems = NULL;
3649 }
3650
3651 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3652
3653 static void
3654 print_ldst_list (FILE * file)
3655 {
3656   struct ls_expr * ptr;
3657
3658   fprintf (file, "LDST list: \n");
3659
3660   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3661     {
3662       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3663
3664       print_rtl (file, ptr->pattern);
3665
3666       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3667
3668       if (ptr->loads)
3669         print_rtl (file, ptr->loads);
3670       else
3671         fprintf (file, "(nil)");
3672
3673       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3674
3675       if (ptr->stores)
3676         print_rtl (file, ptr->stores);
3677       else
3678         fprintf (file, "(nil)");
3679
3680       fprintf (file, "\n\n");
3681     }
3682
3683   fprintf (file, "\n");
3684 }
3685
3686 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3687
3688 static struct ls_expr *
3689 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3690 {
3691   struct ls_expr e;
3692   ls_expr **slot;
3693   if (!pre_ldst_table)
3694     return NULL;
3695   e.pattern = x;
3696   slot = pre_ldst_table->find_slot (&e, NO_INSERT);
3697   if (!slot || (*slot)->invalid)
3698     return NULL;
3699   return *slot;
3700 }
3701 \f
3702 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3703
3704 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3705    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3706    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3707
3708 static int
3709 simple_mem (const_rtx x)
3710 {
3711   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3712     return 0;
3713
3714   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3715     return 0;
3716
3717   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3718      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3719      continue.  */
3720   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3721     return 0;
3722
3723   if (side_effects_p (x))
3724     return 0;
3725
3726   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3727   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3728     return 0;
3729
3730   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3731     return 0;
3732
3733   return 1;
3734 }
3735
3736 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3737    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3738    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3739    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3740    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3741    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3742    fix it up.  */
3743
3744 static void
3745 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3746 {
3747   const char * fmt;
3748   int i, j;
3749   struct ls_expr * ptr;
3750
3751   /* Invalidate it in the list.  */
3752   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3753     {
3754       ptr = ldst_entry (x);
3755       ptr->invalid = 1;
3756     }
3757
3758   /* Recursively process the insn.  */
3759   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3760
3761   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3762     {
3763       if (fmt[i] == 'e')
3764         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3765       else if (fmt[i] == 'E')
3766         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3767           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3768     }
3769 }
3770
3771 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3772    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3773    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3774    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3775    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3776    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3777    later.  */
3778
3779 static void
3780 compute_ld_motion_mems (void)
3781 {
3782   struct ls_expr * ptr;
3783   basic_block bb;
3784   rtx_insn *insn;
3785
3786   pre_ldst_mems = NULL;
3787   pre_ldst_table = new hash_table<pre_ldst_expr_hasher> (13);
3788
3789   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3790     {
3791       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3792         {
3793           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3794             {
3795               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3796                 {
3797                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3798                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3799
3800                   /* Check for a simple load.  */
3801                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3802                     {
3803                       ptr = ldst_entry (src);
3804                       if (REG_P (dest))
3805                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3806                       else
3807                         ptr->invalid = 1;
3808                     }
3809                   else
3810                     {
3811                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3812                       invalidate_any_buried_refs (src);
3813                     }
3814
3815                   /* Check for a simple load through a REG_EQUAL note.  */
3816                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn), src_eq;
3817                   if (note
3818                       && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
3819                       && (src_eq = XEXP (note, 0))
3820                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3821                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3822
3823                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3824                      will block any movement we might do later. We only care
3825                      about this exact pattern since those are the only
3826                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3827                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3828                     {
3829                       ptr = ldst_entry (dest);
3830                       machine_mode src_mode = GET_MODE (src);
3831                       if (! MEM_P (src)
3832                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
3833                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
3834                              returns 0 for all REGs.  */
3835                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src,
3836                                                                     src_mode))
3837                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
3838                       else
3839                         ptr->invalid = 1;
3840                     }
3841                 }
3842               else
3843                 {
3844                   /* Invalidate all MEMs in the pattern and...  */
3845                   invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
3846
3847                   /* ...in REG_EQUAL notes for PARALLELs with single SET.  */
3848                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn), src_eq;
3849                   if (note
3850                       && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
3851                       && (src_eq = XEXP (note, 0)))
3852                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3853                 }
3854             }
3855         }
3856     }
3857 }
3858
3859 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
3860    expression list for pre gcse.  */
3861
3862 static void
3863 trim_ld_motion_mems (void)
3864 {
3865   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
3866   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
3867
3868   while (ptr != NULL)
3869     {
3870       struct gcse_expr * expr;
3871
3872       /* Delete if entry has been made invalid.  */
3873       if (! ptr->invalid)
3874         {
3875           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
3876           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
3877
3878           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
3879                expr != NULL;
3880                expr = expr->next_same_hash)
3881             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
3882               break;
3883         }
3884       else
3885         expr = (struct gcse_expr *) 0;
3886
3887       if (expr)
3888         {
3889           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
3890           ptr->expr = expr;
3891           last = & ptr->next;
3892           ptr = ptr->next;
3893         }
3894       else
3895         {
3896           *last = ptr->next;
3897           pre_ldst_table->remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
3898           free_ldst_entry (ptr);
3899           ptr = * last;
3900         }
3901     }
3902
3903   /* Show the world what we've found.  */
3904   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
3905     print_ldst_list (dump_file);
3906 }
3907
3908 /* This routine will take an expression which we are replacing with
3909    a reaching register, and update any stores that are needed if
3910    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
3911    copying their SRC to the reaching register, and then storing
3912    the reaching register into the store location. These keeps the
3913    correct value in the reaching register for the loads.  */
3914
3915 static void
3916 update_ld_motion_stores (struct gcse_expr * expr)
3917 {
3918   struct ls_expr * mem_ptr;
3919
3920   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
3921     {
3922       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
3923          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
3924          dead and should be eliminated later.  */
3925
3926       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
3927          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
3928          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
3929          (set reg expr) in that insn.  */
3930       rtx list = mem_ptr->stores;
3931
3932       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
3933         {
3934           rtx_insn *insn = as_a <rtx_insn *> (XEXP (list, 0));
3935           rtx pat = PATTERN (insn);
3936           rtx src = SET_SRC (pat);
3937           rtx reg = expr->reaching_reg;
3938
3939           /* If we've already copied it, continue.  */
3940           if (expr->reaching_reg == src)
3941             continue;
3942
3943           if (dump_file)
3944             {
3945               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
3946               print_rtl (dump_file, reg);
3947               fprintf (dump_file, ":\n  ");
3948               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
3949               fprintf (dump_file, "\n");
3950             }
3951
3952           rtx_insn *copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
3953           emit_insn_before (copy, insn);
3954           SET_SRC (pat) = reg;
3955           df_insn_rescan (insn);
3956
3957           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
3958           INSN_CODE (insn) = -1;
3959           gcse_create_count++;
3960         }
3961     }
3962 }
3963 \f
3964 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
3965    optimization about to be performed.  */
3966
3967 bool
3968 gcse_or_cprop_is_too_expensive (const char *pass)
3969 {
3970   unsigned int memory_request = (n_basic_blocks_for_fn (cfun)
3971                                  * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
3972                                  * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE));
3973   
3974   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
3975      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
3976      particularly useful.
3977
3978      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
3979      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
3980      which have a couple switch statements.  Rather than simply
3981      threshold the number of blocks, uses something with a more
3982      graceful degradation.  */
3983   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
3984     {
3985       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
3986                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
3987                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3988                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
3989
3990       return true;
3991     }
3992
3993   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
3994      storage it's better just to disable the optimization.  */
3995   if (memory_request > MAX_GCSE_MEMORY)
3996     {
3997       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
3998                "%s: %d basic blocks and %d registers; increase --param max-gcse-memory above %d",
3999                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num (),
4000                memory_request);
4001
4002       return true;
4003     }
4004
4005   return false;
4006 }
4007 \f
4008 static unsigned int
4009 execute_rtl_pre (void)
4010 {
4011   int changed;
4012   delete_unreachable_blocks ();
4013   df_analyze ();
4014   changed = one_pre_gcse_pass ();
4015   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4016   if (changed)
4017     cleanup_cfg (0);
4018   return 0;
4019 }
4020
4021 static unsigned int
4022 execute_rtl_hoist (void)
4023 {
4024   int changed;
4025   delete_unreachable_blocks ();
4026   df_analyze ();
4027   changed = one_code_hoisting_pass ();
4028   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4029   if (changed)
4030     cleanup_cfg (0);
4031   return 0;
4032 }
4033
4034 namespace {
4035
4036 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4037 {
4038   RTL_PASS, /* type */
4039   "rtl pre", /* name */
4040   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4041   TV_PRE, /* tv_id */
4042   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4043   0, /* properties_provided */
4044   0, /* properties_destroyed */
4045   0, /* todo_flags_start */
4046   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4047 };
4048
4049 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4050 {
4051 public:
4052   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4053     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4054   {}
4055
4056   /* opt_pass methods: */
4057   virtual bool gate (function *);
4058   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_pre (); }
4059
4060 }; // class pass_rtl_pre
4061
4062 /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
4063    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4064    setjmp.
4065    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4066
4067 bool
4068 pass_rtl_pre::gate (function *fun)
4069 {
4070   return optimize > 0 && flag_gcse
4071     && !fun->calls_setjmp
4072     && optimize_function_for_speed_p (fun)
4073     && dbg_cnt (pre);
4074 }
4075
4076 } // anon namespace
4077
4078 rtl_opt_pass *
4079 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4080 {
4081   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4082 }
4083
4084 namespace {
4085
4086 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4087 {
4088   RTL_PASS, /* type */
4089   "hoist", /* name */
4090   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4091   TV_HOIST, /* tv_id */
4092   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4093   0, /* properties_provided */
4094   0, /* properties_destroyed */
4095   0, /* todo_flags_start */
4096   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4097 };
4098
4099 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4100 {
4101 public:
4102   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4103     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4104   {}
4105
4106   /* opt_pass methods: */
4107   virtual bool gate (function *);
4108   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_hoist (); }
4109
4110 }; // class pass_rtl_hoist
4111
4112 bool
4113 pass_rtl_hoist::gate (function *)
4114 {
4115   return optimize > 0 && flag_gcse
4116     && !cfun->calls_setjmp
4117     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4118        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4119        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4120     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4121     && dbg_cnt (hoist);
4122 }
4123
4124 } // anon namespace
4125
4126 rtl_opt_pass *
4127 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4128 {
4129   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4130 }
4131
4132 /* Reset all state within gcse.c so that we can rerun the compiler
4133    within the same process.  For use by toplev::finalize.  */
4134
4135 void
4136 gcse_c_finalize (void)
4137 {
4138   test_insn = NULL;
4139 }
4140
4141 #include "gt-gcse.h"