gcc/gcse.c

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