pass current function to opt_pass::gate ()
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997-2014 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 "tm.h"
139 #include "diagnostic-core.h"
140 #include "toplev.h"
141
142 #include "hard-reg-set.h"
143 #include "rtl.h"
144 #include "tree.h"
145 #include "tm_p.h"
146 #include "regs.h"
147 #include "ira.h"
148 #include "flags.h"
149 #include "insn-config.h"
150 #include "recog.h"
151 #include "basic-block.h"
152 #include "function.h"
153 #include "expr.h"
154 #include "except.h"
155 #include "ggc.h"
156 #include "params.h"
157 #include "cselib.h"
158 #include "intl.h"
159 #include "obstack.h"
160 #include "tree-pass.h"
161 #include "hash-table.h"
162 #include "df.h"
163 #include "dbgcnt.h"
164 #include "target.h"
165 #include "gcse.h"
166
167 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
168    are a superset of those done by classic GCSE.
169
170    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
171    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
172    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
173    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
174    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
175    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
176
177    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
178    (set (pseudo-reg) (expression)).
179    Function want_to_gcse_p says what these are.
180
181    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
182    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
183    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
184    high part and a low part).
185
186    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
187    partially redundant).
188
189    **********************
190
191    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
192    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
193    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
194    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
195    the expense.
196
197    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
198    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
199    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
200    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
201
202    It was found doing copy propagation between each pass enables further
203    substitutions.
204
205    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
206    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
207    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
208    at the time when the study was conducted.
209
210    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
211    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
212
213    **********************
214
215    The steps for PRE are:
216
217    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
218
219    2) Perform the data flow analysis for PRE.
220
221    3) Delete the redundant instructions
222
223    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
224       redundant instructions fully redundant.
225
226    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
227       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
228
229    The deletion is done first so that when we do insertions we
230    know which pseudo reg to use.
231
232    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
233    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
234    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
235
236    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
237    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
238    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
239    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
240    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
241    each register in each block and thus can try to use an existing
242    register.  */
243 \f
244 /* GCSE global vars.  */
245
246 struct target_gcse default_target_gcse;
247 #if SWITCHABLE_TARGET
248 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
249 #endif
250
251 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
252 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
253
254 /* An obstack for our working variables.  */
255 static struct obstack gcse_obstack;
256
257 /* Hash table of expressions.  */
258
259 struct expr
260 {
261   /* The expression.  */
262   rtx expr;
263   /* Index in the available expression bitmaps.  */
264   int bitmap_index;
265   /* Next entry with the same hash.  */
266   struct expr *next_same_hash;
267   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
268      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
269      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
270      to the occurrence and the output is not used between the start of
271      the block and the occurrence.  */
272   struct occr *antic_occr;
273   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
274      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
275      basic block and the operands are not modified by following statements in
276      the basic block [including this insn].  */
277   struct occr *avail_occr;
278   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
279      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
280      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
281   rtx reaching_reg;
282   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
283      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
284      to keep register pressure under control.
285      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
286      travel.  */
287   int max_distance;
288 };
289
290 /* Occurrence of an expression.
291    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
292    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
293
294 struct occr
295 {
296   /* Next occurrence of this expression.  */
297   struct occr *next;
298   /* The insn that computes the expression.  */
299   rtx insn;
300   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
301   char deleted_p;
302   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
303      reaching_reg.  */
304   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
305      the same byte.  */
306   char copied_p;
307 };
308
309 typedef struct occr *occr_t;
310
311 /* Expression hash tables.
312    Each hash table is an array of buckets.
313    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
314    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
315    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
316    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
317    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
318    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
319
320 struct hash_table_d
321 {
322   /* The table itself.
323      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
324   struct expr **table;
325
326   /* Size of the hash table, in elements.  */
327   unsigned int size;
328
329   /* Number of hash table elements.  */
330   unsigned int n_elems;
331 };
332
333 /* Expression hash table.  */
334 static struct hash_table_d expr_hash_table;
335
336 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
337    or store motion.
338    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
339    i.e. loads and stores to a single location.
340    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
341    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
342    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
343    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
344
345 struct ls_expr
346 {
347   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
348   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
349   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
350   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
351   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
352   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
353   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
354   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
355   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
356   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
357 };
358
359 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
360 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
361
362 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
363 {
364   typedef ls_expr value_type;
365   typedef value_type compare_type;
366   static inline hashval_t hash (const value_type *);
367   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
368 };
369
370 /* Hashtable helpers.  */
371 inline hashval_t
372 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
373 {
374   int do_not_record_p = 0;
375   return
376     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
377 }
378
379 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
380
381 inline bool
382 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
383                              const compare_type *ptr2)
384 {
385   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
386 }
387
388 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
389 static hash_table <pre_ldst_expr_hasher> pre_ldst_table;
390
391 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
392    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
393    the start of the basic block.  */
394 static regset reg_set_bitmap;
395
396 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
397    memory within that block.  */
398 static vec<rtx> *modify_mem_list;
399 static bitmap modify_mem_list_set;
400
401 typedef struct modify_pair_s
402 {
403   rtx dest;                     /* A MEM.  */
404   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
405 } modify_pair;
406
407
408 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
409    being set and their canonicalized memory addresses.  */
410 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
411
412 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
413    function calls.  */
414 static bitmap blocks_with_calls;
415
416 /* Various variables for statistics gathering.  */
417
418 /* Memory used in a pass.
419    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
420    to keep an eye on memory usage.  */
421 static int bytes_used;
422
423 /* GCSE substitutions made.  */
424 static int gcse_subst_count;
425 /* Number of copy instructions created.  */
426 static int gcse_create_count;
427 \f
428 /* Doing code hoisting.  */
429 static bool doing_code_hoisting_p = false;
430 \f
431 /* For available exprs */
432 static sbitmap *ae_kill;
433 \f
434 /* Data stored for each basic block.  */
435 struct bb_data
436 {
437   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
438      (defined only for the pressure classes).  */
439   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
440   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
441      an expression.  Will be used to restore the register pressure
442      if the expression should not be hoisted.  */
443   int old_pressure;
444   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
445      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
446      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
447      expression should not be hoisted.  */
448   bitmap live_in, backup;
449 };
450
451 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
452
453 static basic_block curr_bb;
454
455 /* Current register pressure for each pressure class.  */
456 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
457 \f
458
459 static void compute_can_copy (void);
460 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
461 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
462 static void *gcse_alloc (unsigned long);
463 static void alloc_gcse_mem (void);
464 static void free_gcse_mem (void);
465 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
466 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
467 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
468 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
469 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
470 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
471 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
472 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
473 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
474                                   struct hash_table_d *);
475 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
476 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
477 static void record_last_mem_set_info (rtx);
478 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
479 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
480 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *);
481 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
482 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
483 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
484 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
485 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
486                                       struct hash_table_d *);
487 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
488 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
489 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
490 static void alloc_pre_mem (int, int);
491 static void free_pre_mem (void);
492 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
493 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
494                                     basic_block);
495 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
496 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
497 static void pre_insert_copies (void);
498 static int pre_delete (void);
499 static int pre_gcse (struct edge_list *);
500 static int one_pre_gcse_pass (void);
501 static void add_label_notes (rtx, rtx);
502 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
503 static void free_code_hoist_mem (void);
504 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
505 static void compute_code_hoist_data (void);
506 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct expr *, basic_block,
507                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
508                                      int *, bitmap, rtx);
509 static int hoist_code (void);
510 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
511 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs);
512 static int one_code_hoisting_pass (void);
513 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
514 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
515 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
516                                          basic_block, char *);
517 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
518 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
519 static void free_ld_motion_mems (void);
520 static void print_ldst_list (FILE *);
521 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
522 static int simple_mem (const_rtx);
523 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
524 static void compute_ld_motion_mems (void);
525 static void trim_ld_motion_mems (void);
526 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
527 static void clear_modify_mem_tables (void);
528 static void free_modify_mem_tables (void);
529 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
530 static bool is_too_expensive (const char *);
531
532 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
533 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
534
535 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
536 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
537
538 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
539 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
540
541 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
542 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
543 \f
544 /* Misc. utilities.  */
545
546 #define can_copy \
547   (this_target_gcse->x_can_copy)
548 #define can_copy_init_p \
549   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
550
551 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
552
553 static void
554 compute_can_copy (void)
555 {
556   int i;
557 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
558   rtx reg, insn;
559 #endif
560   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
561
562   start_sequence ();
563   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
564     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
565       {
566 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
567         can_copy[i] = 0;
568 #else
569         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
570         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
571         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
572           can_copy[i] = 1;
573 #endif
574       }
575     else
576       can_copy[i] = 1;
577
578   end_sequence ();
579 }
580
581 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
582
583 bool
584 can_copy_p (enum machine_mode mode)
585 {
586   if (! can_copy_init_p)
587     {
588       compute_can_copy ();
589       can_copy_init_p = true;
590     }
591
592   return can_copy[mode] != 0;
593 }
594 \f
595 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
596
597 static void *
598 gmalloc (size_t size)
599 {
600   bytes_used += size;
601   return xmalloc (size);
602 }
603
604 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
605
606 static void *
607 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
608 {
609   bytes_used += nelem * elsize;
610   return xcalloc (nelem, elsize);
611 }
612
613 /* Cover function to obstack_alloc.  */
614
615 static void *
616 gcse_alloc (unsigned long size)
617 {
618   bytes_used += size;
619   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
620 }
621
622 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
623    This is called at the start of each pass.  */
624
625 static void
626 alloc_gcse_mem (void)
627 {
628   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
629   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
630
631   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
632      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
633      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
634   typedef vec<rtx> vec_rtx_heap;
635   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
636   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block_for_fn (cfun));
637   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap,
638                                     last_basic_block_for_fn (cfun));
639   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
640   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
641 }
642
643 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
644
645 static void
646 free_gcse_mem (void)
647 {
648   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
649
650   free_modify_mem_tables ();
651   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
652   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
653 }
654 \f
655 /* Compute the local properties of each recorded expression.
656
657    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
658    other blocks.
659
660    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
661    in the block.
662
663    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
664    at least once and expression would contain the same value if the
665    computation was moved to the end of the block.
666
667    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
668    least once and expression would contain the same value if the computation
669    was moved to the beginning of the block.
670
671    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
672    basically the same information and thus can easily share this code.
673
674    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
675    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
676    particular property.
677
678    TABLE controls which hash table to look at.  */
679
680 static void
681 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
682                           struct hash_table_d *table)
683 {
684   unsigned int i;
685
686   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
687   if (transp)
688     {
689       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
690     }
691
692   if (comp)
693     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block_for_fn (cfun));
694   if (antloc)
695     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
696
697   for (i = 0; i < table->size; i++)
698     {
699       struct expr *expr;
700
701       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
702         {
703           int indx = expr->bitmap_index;
704           struct occr *occr;
705
706           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
707              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
708              then reset the bits for those that are.  */
709           if (transp)
710             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
711
712           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
713              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
714           if (antloc)
715             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
716               {
717                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
718
719                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
720                    initialize this.  */
721                 occr->deleted_p = 0;
722               }
723
724           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
725              we want to set to nonzero in COMP.  */
726           if (comp)
727             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
728               {
729                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
730
731                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
732                    initialize this.  */
733                 occr->copied_p = 0;
734               }
735
736           /* While we're scanning the table, this is a good place to
737              initialize this.  */
738           expr->reaching_reg = 0;
739         }
740     }
741 }
742 \f
743 /* Hash table support.  */
744
745 struct reg_avail_info
746 {
747   basic_block last_bb;
748   int first_set;
749   int last_set;
750 };
751
752 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
753 static basic_block current_bb;
754
755 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
756    GCSE.  */
757
758 static int
759 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
760 {
761 #ifdef STACK_REGS
762   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
763      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
764      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
765   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
766     x = avoid_constant_pool_reference (x);
767 #endif
768
769   /* GCSE'ing constants:
770
771      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
772      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
773      the maximum distance simple expressions can travel.
774
775      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
776      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
777      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
778
779      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
780      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
781      in a way that allows reload rematerialize them under high register
782      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
783      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
784      spilling such constants under high register pressure instead of
785      rematerializing them.  */
786
787   switch (GET_CODE (x))
788     {
789     case REG:
790     case SUBREG:
791     case CALL:
792       return 0;
793
794     CASE_CONST_ANY:
795       if (!doing_code_hoisting_p)
796         /* Do not PRE constants.  */
797         return 0;
798
799       /* FALLTHRU */
800
801     default:
802       if (doing_code_hoisting_p)
803         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
804         {
805           int cost;
806           int max_distance;
807
808           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
809                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
810           cost = set_src_cost (x, 0);
811
812           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
813             {
814               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
815               if (max_distance == 0)
816                 return 0;
817
818               gcc_assert (max_distance > 0);
819             }
820           else
821             max_distance = 0;
822
823           if (max_distance_ptr)
824             *max_distance_ptr = max_distance;
825         }
826
827       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
828     }
829 }
830
831 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
832
833 static GTY(()) rtx test_insn;
834
835 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
836    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
837    side-effect.
838
839    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
840    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
841    has hidden side-effects we don't want to mess with.
842
843    This function is typically used by code motion passes, to verify
844    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
845    maybe live hard regs.  */
846
847 bool
848 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
849 {
850   int num_clobbers = 0;
851   int icode;
852
853   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
854   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
855     return 1;
856   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
857     return 0;
858
859   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
860      our test insn if we haven't already.  */
861   if (test_insn == 0)
862     {
863       test_insn
864         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
865                                       gen_rtx_REG (word_mode,
866                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
867                                       const0_rtx));
868       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
869     }
870
871   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
872      valid.  */
873   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
874   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
875
876   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
877   if (icode < 0)
878     return false;
879
880   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
881     return false;
882
883   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
884     return false;
885
886   return true;
887 }
888
889 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
890    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
891    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
892
893 static int
894 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
895 {
896   int i, j;
897   enum rtx_code code;
898   const char *fmt;
899
900   if (x == 0)
901     return 1;
902
903   code = GET_CODE (x);
904   switch (code)
905     {
906     case REG:
907       {
908         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
909
910         if (info->last_bb != current_bb)
911           return 1;
912         if (avail_p)
913           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
914         else
915           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
916       }
917
918     case MEM:
919       if (! flag_gcse_lm
920           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
921                                      x, avail_p))
922         return 0;
923       else
924         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
925
926     case PRE_DEC:
927     case PRE_INC:
928     case POST_DEC:
929     case POST_INC:
930     case PRE_MODIFY:
931     case POST_MODIFY:
932       return 0;
933
934     case PC:
935     case CC0: /*FIXME*/
936     case CONST:
937     CASE_CONST_ANY:
938     case SYMBOL_REF:
939     case LABEL_REF:
940     case ADDR_VEC:
941     case ADDR_DIFF_VEC:
942       return 1;
943
944     default:
945       break;
946     }
947
948   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
949     {
950       if (fmt[i] == 'e')
951         {
952           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
953              level, change it into iteration.  This function is called enough
954              to be worth it.  */
955           if (i == 0)
956             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
957
958           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
959             return 0;
960         }
961       else if (fmt[i] == 'E')
962         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
963           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
964             return 0;
965     }
966
967   return 1;
968 }
969
970 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
971
972 struct mem_conflict_info
973 {
974   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
975      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
976   const_rtx mem;
977
978   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
979      references.  */
980   bool conflict;
981 };
982
983 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
984    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
985    information back through DATA.  */
986
987 static void
988 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
989                           void *data)
990 {
991   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
992
993   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
994          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
995          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
996     dest = XEXP (dest, 0);
997
998   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
999      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1000      elsewhere.  */
1001   if (! MEM_P (dest))
1002     return;
1003
1004   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1005      don't mark as killed this time.  */
1006   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1007     {
1008       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1009         mci->conflict = true;
1010       return;
1011     }
1012
1013   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1014     mci->conflict = true;
1015 }
1016
1017 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1018    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1019    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1020    before UID_LIMIT.
1021
1022    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1023    AVAIL_P to 0.  */
1024
1025 static int
1026 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1027                         int avail_p)
1028 {
1029   vec<rtx> list = modify_mem_list[bb->index];
1030   rtx setter;
1031   unsigned ix;
1032
1033   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1034   if (MEM_READONLY_P (x))
1035     return 0;
1036
1037   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1038     {
1039       struct mem_conflict_info mci;
1040
1041       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1042       if ((avail_p
1043            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1044           || (! avail_p
1045               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1046         continue;
1047
1048       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1049          to pure functions are never put on the list, so we need not
1050          worry about them.  */
1051       if (CALL_P (setter))
1052         return 1;
1053
1054       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1055          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1056       mci.mem = x;
1057       mci.conflict = false;
1058       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1059       if (mci.conflict)
1060         return 1;
1061     }
1062   return 0;
1063 }
1064
1065 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1066    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1067
1068 static int
1069 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1070 {
1071   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1072 }
1073
1074 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1075    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1076
1077 static int
1078 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1079 {
1080   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1081 }
1082
1083 /* Hash expression X.
1084
1085    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1086    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1087    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1088    the current size of the hash table to be probed.  */
1089
1090 static unsigned int
1091 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1092            int hash_table_size)
1093 {
1094   unsigned int hash;
1095
1096   *do_not_record_p = 0;
1097
1098   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1099   return hash % hash_table_size;
1100 }
1101
1102 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1103
1104 static int
1105 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1106 {
1107   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1108 }
1109
1110 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1111    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1112    basic block.
1113
1114    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1115    It is only used if X is a CONST_INT.
1116
1117    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1118    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1119
1120    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1121    be moved.  */
1122
1123 static void
1124 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1125                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1126 {
1127   int found, do_not_record_p;
1128   unsigned int hash;
1129   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1130   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1131
1132   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1133
1134   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1135      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1136      to or can't handle.  */
1137   if (do_not_record_p)
1138     return;
1139
1140   cur_expr = table->table[hash];
1141   found = 0;
1142
1143   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1144     {
1145       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1146          the list.  */
1147       last_expr = cur_expr;
1148       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1149     }
1150
1151   if (! found)
1152     {
1153       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1154       bytes_used += sizeof (struct expr);
1155       if (table->table[hash] == NULL)
1156         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1157         table->table[hash] = cur_expr;
1158       else
1159         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1160         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1161
1162       /* Set the fields of the expr element.  */
1163       cur_expr->expr = x;
1164       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1165       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1166       cur_expr->antic_occr = NULL;
1167       cur_expr->avail_occr = NULL;
1168       gcc_assert (max_distance >= 0);
1169       cur_expr->max_distance = max_distance;
1170     }
1171   else
1172     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1173
1174   /* Now record the occurrence(s).  */
1175   if (antic_p)
1176     {
1177       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1178
1179       if (antic_occr
1180           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1181         antic_occr = NULL;
1182
1183       if (antic_occr)
1184         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1185            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1186            block and the block is scanned from start to end.  */
1187         ; /* nothing to do */
1188       else
1189         {
1190           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1191           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1192           bytes_used += sizeof (struct occr);
1193           antic_occr->insn = insn;
1194           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1195           antic_occr->deleted_p = 0;
1196           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1197         }
1198     }
1199
1200   if (avail_p)
1201     {
1202       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1203
1204       if (avail_occr
1205           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1206         {
1207           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1208              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1209              the last one in the block and the block is scanned from start
1210              to end.  */
1211           avail_occr->insn = insn;
1212         }
1213       else
1214         {
1215           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1216           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1217           bytes_used += sizeof (struct occr);
1218           avail_occr->insn = insn;
1219           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1220           avail_occr->deleted_p = 0;
1221           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1222         }
1223     }
1224 }
1225
1226 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1227
1228 static void
1229 hash_scan_set (rtx set, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1230 {
1231   rtx src = SET_SRC (set);
1232   rtx dest = SET_DEST (set);
1233   rtx note;
1234
1235   if (GET_CODE (src) == CALL)
1236     hash_scan_call (src, insn, table);
1237
1238   else if (REG_P (dest))
1239     {
1240       unsigned int regno = REGNO (dest);
1241       int max_distance = 0;
1242
1243       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1244
1245          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1246          redundant constants, addresses or other expressions that are
1247          constructed with multiple instructions.
1248
1249          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1250          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1251          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1252          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1253          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1254          do more than one PRE GCSE pass.
1255
1256          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1257          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1258       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1259       if (note != 0
1260           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1261           && !REG_P (src)
1262           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1263         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1264
1265       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1266       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1267           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1268           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1269           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1270              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1271           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1272              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1273              can't do the same thing at the rtl level.  */
1274           && !can_throw_internal (insn)
1275           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1276           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1277           /* Don't CSE a nop.  */
1278           && ! set_noop_p (set)
1279           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1280              At this point this only function parameters should have
1281              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1282              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1283              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1284           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1285         {
1286           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1287              modified before this insn or if this is not the only SET in
1288              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1289              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1290              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1291           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1292                         && !multiple_sets (insn);
1293           /* An expression is not available if its operands are
1294              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1295              available if this is a branch, because we can't insert
1296              a set after the branch.  */
1297           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1298                          && ! JUMP_P (insn));
1299
1300           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1301                                 max_distance, table);
1302         }
1303     }
1304   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1305      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1306      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1307   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1308       {
1309         unsigned int regno = REGNO (src);
1310         int max_distance = 0;
1311
1312         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1313         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1314            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1315            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1316            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1317               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1318            && !can_throw_internal (insn)
1319            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1320            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1321            /* Don't CSE a nop.  */
1322            && ! set_noop_p (set)
1323            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1324               At this point this only function parameters should have
1325               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1326               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1327               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1328            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1329                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1330              {
1331                /* Stores are never anticipatable.  */
1332                int antic_p = 0;
1333                /* An expression is not available if its operands are
1334                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1335                   available if this is a branch, because we can't insert
1336                   a set after the branch.  */
1337                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1338                              && ! JUMP_P (insn);
1339
1340                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1341                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1342                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1343              }
1344       }
1345 }
1346
1347 static void
1348 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1349                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1350 {
1351   /* Currently nothing to do.  */
1352 }
1353
1354 static void
1355 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1356                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1357 {
1358   /* Currently nothing to do.  */
1359 }
1360
1361 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1362
1363 static void
1364 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1365 {
1366   rtx pat = PATTERN (insn);
1367   int i;
1368
1369   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1370      what's been modified.  */
1371
1372   if (GET_CODE (pat) == SET)
1373     hash_scan_set (pat, insn, table);
1374
1375   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1376     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1377
1378   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1379     hash_scan_call (pat, insn, table);
1380
1381   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1382     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1383       {
1384         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1385
1386         if (GET_CODE (x) == SET)
1387           hash_scan_set (x, insn, table);
1388         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1389           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1390         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1391           hash_scan_call (x, insn, table);
1392       }
1393 }
1394
1395 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1396
1397 static void
1398 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1399 {
1400   int i;
1401   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1402   struct expr **flat_table;
1403   unsigned int *hash_val;
1404   struct expr *expr;
1405
1406   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1407   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1408
1409   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1410     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1411       {
1412         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1413         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1414       }
1415
1416   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1417            name, table->size, table->n_elems);
1418
1419   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1420     if (flat_table[i] != 0)
1421       {
1422         expr = flat_table[i];
1423         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1424                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1425         print_rtl (file, expr->expr);
1426         fprintf (file, "\n");
1427       }
1428
1429   fprintf (file, "\n");
1430
1431   free (flat_table);
1432   free (hash_val);
1433 }
1434
1435 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1436
1437    first_set records the first place in the block where the register
1438    is set and is used to compute "anticipatability".
1439
1440    last_set records the last place in the block where the register
1441    is set and is used to compute "availability".
1442
1443    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1444    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1445
1446 static void
1447 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1448 {
1449   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1450   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1451
1452   info->last_set = luid;
1453   if (info->last_bb != current_bb)
1454     {
1455       info->last_bb = current_bb;
1456       info->first_set = luid;
1457     }
1458 }
1459
1460 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1461    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1462    taken off pairwise.  */
1463
1464 static void
1465 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1466                    void * v_insn)
1467 {
1468   rtx dest_addr, insn;
1469   int bb;
1470   modify_pair pair;
1471
1472   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1473       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1474       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1475     dest = XEXP (dest, 0);
1476
1477   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1478      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1479      elsewhere.  */
1480
1481   if (! MEM_P (dest))
1482     return;
1483
1484   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1485   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1486   insn = (rtx) v_insn;
1487   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1488
1489   pair.dest = dest;
1490   pair.dest_addr = dest_addr;
1491   canon_modify_mem_list[bb].safe_push (pair);
1492 }
1493
1494 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1495    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1496    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1497
1498 static void
1499 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1500 {
1501   int bb;
1502
1503   if (! flag_gcse_lm)
1504     return;
1505
1506   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1507      everything.  */
1508   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1509   modify_mem_list[bb].safe_push (insn);
1510   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1511
1512   if (CALL_P (insn))
1513     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1514   else
1515     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1516 }
1517
1518 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1519    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1520    the SET is taking place.  */
1521
1522 static void
1523 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1524 {
1525   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1526
1527   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1528     dest = SUBREG_REG (dest);
1529
1530   if (REG_P (dest))
1531     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1532   else if (MEM_P (dest)
1533            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1534            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1535     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1536 }
1537
1538 /* Top level function to create an expression hash table.
1539
1540    Expression entries are placed in the hash table if
1541    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1542    - src is something we want to perform GCSE on,
1543    - none of the operands are subsequently modified in the block
1544
1545    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1546
1547    TABLE is the table computed.  */
1548
1549 static void
1550 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1551 {
1552   int i;
1553
1554   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1555   clear_modify_mem_tables ();
1556   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1557   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1558
1559   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1560     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1561
1562   FOR_EACH_BB_FN (current_bb, cfun)
1563     {
1564       rtx insn;
1565       unsigned int regno;
1566
1567       /* First pass over the instructions records information used to
1568          determine when registers and memory are first and last set.  */
1569       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1570         {
1571           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1572             continue;
1573
1574           if (CALL_P (insn))
1575             {
1576               hard_reg_set_iterator hrsi;
1577               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1578                                               0, regno, hrsi)
1579                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1580
1581               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1582                 record_last_mem_set_info (insn);
1583             }
1584
1585           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1586         }
1587
1588       /* The next pass builds the hash table.  */
1589       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1590         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1591           hash_scan_insn (insn, table);
1592     }
1593
1594   free (reg_avail_info);
1595   reg_avail_info = NULL;
1596 }
1597
1598 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1599    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1600
1601 static void
1602 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table)
1603 {
1604   int n;
1605
1606   n = get_max_insn_count ();
1607
1608   table->size = n / 4;
1609   if (table->size < 11)
1610     table->size = 11;
1611
1612   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1613      Making it an odd number is simplest for now.
1614      ??? Later take some measurements.  */
1615   table->size |= 1;
1616   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1617   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1618 }
1619
1620 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1621
1622 static void
1623 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1624 {
1625   free (table->table);
1626 }
1627
1628 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1629
1630 static void
1631 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1632 {
1633   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1634   table->n_elems = 0;
1635   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1636
1637   compute_hash_table_work (table);
1638 }
1639 \f
1640 /* Expression tracking support.  */
1641
1642 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1643 static void
1644 clear_modify_mem_tables (void)
1645 {
1646   unsigned i;
1647   bitmap_iterator bi;
1648
1649   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1650     {
1651       modify_mem_list[i].release ();
1652       canon_modify_mem_list[i].release ();
1653     }
1654   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1655   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1656 }
1657
1658 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1659
1660 static void
1661 free_modify_mem_tables (void)
1662 {
1663   clear_modify_mem_tables ();
1664   free (modify_mem_list);
1665   free (canon_modify_mem_list);
1666   modify_mem_list = 0;
1667   canon_modify_mem_list = 0;
1668 }
1669 \f
1670 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1671    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1672    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1673    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1674
1675 static void
1676 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1677 {
1678   int i, j;
1679   enum rtx_code code;
1680   const char *fmt;
1681
1682   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1683      can't do it when there's no return value.  */
1684  repeat:
1685
1686   if (x == 0)
1687     return;
1688
1689   code = GET_CODE (x);
1690   switch (code)
1691     {
1692     case REG:
1693         {
1694           df_ref def;
1695           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1696                def;
1697                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1698             bitmap_clear_bit (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1699         }
1700
1701       return;
1702
1703     case MEM:
1704       if (! MEM_READONLY_P (x))
1705         {
1706           bitmap_iterator bi;
1707           unsigned bb_index;
1708           rtx x_addr;
1709
1710           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1711           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1712
1713           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1714              do any list walking for them.  */
1715           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1716             {
1717               bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1718             }
1719
1720           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1721              but which do not have any calls.  */
1722           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1723                                           blocks_with_calls,
1724                                           0, bb_index, bi)
1725             {
1726               vec<modify_pair> list
1727                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1728               modify_pair *pair;
1729               unsigned ix;
1730
1731               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, pair)
1732                 {
1733                   rtx dest = pair->dest;
1734                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1735
1736                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1737                                              dest_addr, x, x_addr))
1738                     {
1739                       bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1740                       break;
1741                     }
1742                 }
1743             }
1744         }
1745
1746       x = XEXP (x, 0);
1747       goto repeat;
1748
1749     case PC:
1750     case CC0: /*FIXME*/
1751     case CONST:
1752     CASE_CONST_ANY:
1753     case SYMBOL_REF:
1754     case LABEL_REF:
1755     case ADDR_VEC:
1756     case ADDR_DIFF_VEC:
1757       return;
1758
1759     default:
1760       break;
1761     }
1762
1763   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1764     {
1765       if (fmt[i] == 'e')
1766         {
1767           /* If we are about to do the last recursive call
1768              needed at this level, change it into iteration.
1769              This function is called enough to be worth it.  */
1770           if (i == 0)
1771             {
1772               x = XEXP (x, i);
1773               goto repeat;
1774             }
1775
1776           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1777         }
1778       else if (fmt[i] == 'E')
1779         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1780           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1781     }
1782 }
1783 \f
1784 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1785
1786 /* Local properties of expressions.  */
1787
1788 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1789 static sbitmap *transp;
1790
1791 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1792 static sbitmap *comp;
1793
1794 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1795 static sbitmap *antloc;
1796
1797 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1798    point.  */
1799 static sbitmap *pre_optimal;
1800
1801 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1802 static sbitmap *pre_redundant;
1803
1804 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1805 static sbitmap *pre_insert_map;
1806
1807 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1808 static sbitmap *pre_delete_map;
1809
1810 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1811
1812 static void
1813 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1814 {
1815   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1816   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1817   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1818
1819   pre_optimal = NULL;
1820   pre_redundant = NULL;
1821   pre_insert_map = NULL;
1822   pre_delete_map = NULL;
1823   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1824
1825   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1826 }
1827
1828 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1829
1830 static void
1831 free_pre_mem (void)
1832 {
1833   sbitmap_vector_free (transp);
1834   sbitmap_vector_free (comp);
1835
1836   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1837
1838   if (pre_optimal)
1839     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1840   if (pre_redundant)
1841     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1842   if (pre_insert_map)
1843     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1844   if (pre_delete_map)
1845     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1846
1847   transp = comp = NULL;
1848   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1849 }
1850
1851 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1852    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1853    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1854    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1855    can be clobbered by calls.  */
1856
1857 static void
1858 prune_expressions (bool pre_p)
1859 {
1860   sbitmap prune_exprs;
1861   struct expr *expr;
1862   unsigned int ui;
1863   basic_block bb;
1864
1865   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1866   bitmap_clear (prune_exprs);
1867   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1868     {
1869       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1870         {
1871           /* Note potentially trapping expressions.  */
1872           if (may_trap_p (expr->expr))
1873             {
1874               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1875               continue;
1876             }
1877
1878           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1879             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1880                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1881                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1882                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1883                constant memory references can be hoisted along abnormal
1884                edges.  */
1885             {
1886               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1887                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1888                 continue;
1889
1890               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1891                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1892                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1893                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1894                 continue;
1895
1896               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1897                  analysis to determine if this mem is actually killed
1898                  by this call.  */
1899
1900               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1901             }
1902         }
1903     }
1904
1905   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1906     {
1907       edge e;
1908       edge_iterator ei;
1909
1910       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1911          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1912          because we won't be able to properly place the instruction on
1913          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1914          This is fairly conservative.
1915
1916          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1917          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1918          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1919          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1920          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1921          be best to implement this check along the lines of
1922          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1923          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1924          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1925       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1926         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1927             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1928           {
1929             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1930                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1931             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1932                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1933             break;
1934           }
1935     }
1936
1937   sbitmap_free (prune_exprs);
1938 }
1939
1940 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1941    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1942    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1943    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1944    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1945
1946    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1947
1948 static void
1949 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1950 {
1951   sbitmap_iterator sbi;
1952   sbitmap prune_exprs;
1953
1954   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1955      expressions.  */
1956   unsigned int i, j;
1957
1958   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1959      number of times an expression can be removed as a result.  */
1960   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1961   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1962
1963   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1964      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1965      insertion/deletion sets.  */
1966   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1967   bitmap_clear (prune_exprs);
1968
1969   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1970      needs to be inserted.  */
1971   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1972     {
1973       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1974         insertions[j]++;
1975     }
1976
1977   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1978      edges.  */
1979   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1980     {
1981       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1982         deletions[j]++;
1983     }
1984
1985   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1986      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1987      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1988      PRUNE_EXPRS.  */
1989   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1990     if (deletions[j]
1991         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1992       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
1993
1994   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
1995   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
1996     {
1997       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1998         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
1999
2000       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
2001         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
2002     }
2003
2004   sbitmap_free (prune_exprs);
2005   free (insertions);
2006   free (deletions);
2007 }
2008
2009 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
2010
2011 static struct edge_list *
2012 compute_pre_data (void)
2013 {
2014   struct edge_list *edge_list;
2015   basic_block bb;
2016
2017   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2018   prune_expressions (true);
2019   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
2020
2021   /* Compute ae_kill for each basic block using:
2022
2023      ~(TRANSP | COMP)
2024   */
2025
2026   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2027     {
2028       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
2029       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
2030     }
2031
2032   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
2033                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
2034   sbitmap_vector_free (antloc);
2035   antloc = NULL;
2036   sbitmap_vector_free (ae_kill);
2037   ae_kill = NULL;
2038
2039   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
2040
2041   return edge_list;
2042 }
2043 \f
2044 /* PRE utilities */
2045
2046 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2047    block BB.
2048
2049    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2050    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2051
2052    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2053    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2054    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2055    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2056    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2057    the closest such expression.  */
2058
2059 static int
2060 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr,
2061                               basic_block bb, char *visited)
2062 {
2063   edge pred;
2064   edge_iterator ei;
2065
2066   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2067     {
2068       basic_block pred_bb = pred->src;
2069
2070       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
2071           /* Has predecessor has already been visited?  */
2072           || visited[pred_bb->index])
2073         ;/* Nothing to do.  */
2074
2075       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2076       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2077         {
2078           /* Is this the occurrence we're looking for?
2079              Note that there's only one generating occurrence per block
2080              so we just need to check the block number.  */
2081           if (occr_bb == pred_bb)
2082             return 1;
2083
2084           visited[pred_bb->index] = 1;
2085         }
2086       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2087       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2088         visited[pred_bb->index] = 1;
2089
2090       /* Neither gen nor kill.  */
2091       else
2092         {
2093           visited[pred_bb->index] = 1;
2094           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2095             return 1;
2096         }
2097     }
2098
2099   /* All paths have been checked.  */
2100   return 0;
2101 }
2102
2103 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2104    memory allocated for that function is returned.  */
2105
2106 static int
2107 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
2108 {
2109   int rval;
2110   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block_for_fn (cfun));
2111
2112   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2113
2114   free (visited);
2115   return rval;
2116 }
2117 \f
2118 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2119
2120 static rtx
2121 process_insert_insn (struct expr *expr)
2122 {
2123   rtx reg = expr->reaching_reg;
2124   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2125   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2126   rtx pat;
2127
2128   start_sequence ();
2129
2130   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2131      just copy it to a register.  */
2132   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2133     emit_move_insn (reg, exp);
2134
2135   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2136      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2137   else
2138     {
2139       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2140
2141       if (insn_invalid_p (insn, false))
2142         gcc_unreachable ();
2143     }
2144
2145   pat = get_insns ();
2146   end_sequence ();
2147
2148   return pat;
2149 }
2150
2151 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2152
2153    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2154
2155 static void
2156 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
2157 {
2158   rtx insn = BB_END (bb);
2159   rtx new_insn;
2160   rtx reg = expr->reaching_reg;
2161   int regno = REGNO (reg);
2162   rtx pat, pat_end;
2163
2164   pat = process_insert_insn (expr);
2165   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2166
2167   pat_end = pat;
2168   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2169     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2170
2171   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2172      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2173      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2174
2175   if (JUMP_P (insn)
2176       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2177           && (!single_succ_p (bb)
2178               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2179     {
2180 #ifdef HAVE_cc0
2181       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2182          if cc0 isn't set.  */
2183       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2184       if (note)
2185         insn = XEXP (note, 0);
2186       else
2187         {
2188           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2189           if (maybe_cc0_setter
2190               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2191               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2192             insn = maybe_cc0_setter;
2193         }
2194 #endif
2195       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2196       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2197     }
2198
2199   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2200      of exception handling.  */
2201   else if (CALL_P (insn)
2202            && (!single_succ_p (bb)
2203                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2204     {
2205       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2206          in registers, we search backward and place the instructions before
2207          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2208          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2209
2210       /* Since different machines initialize their parameter registers
2211          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2212          parameter registers.  */
2213       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2214
2215       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2216          before the first parameter load.
2217
2218          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2219          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2220          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2221          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2222          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2223       while (LABEL_P (insn)
2224              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2225         insn = NEXT_INSN (insn);
2226
2227       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2228     }
2229   else
2230     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2231
2232   while (1)
2233     {
2234       if (INSN_P (pat))
2235         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2236       if (pat == pat_end)
2237         break;
2238       pat = NEXT_INSN (pat);
2239     }
2240
2241   gcse_create_count++;
2242
2243   if (dump_file)
2244     {
2245       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2246                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2247       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2248                expr->bitmap_index, regno);
2249     }
2250 }
2251
2252 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2253    the expressions fully redundant.  */
2254
2255 static int
2256 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
2257 {
2258   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2259   sbitmap *inserted;
2260
2261   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2262      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2263
2264   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2265   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2266   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2267   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2268
2269   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2270     {
2271       int indx;
2272       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2273
2274       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2275         {
2276           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2277
2278           for (j = indx;
2279                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2280                j++, insert >>= 1)
2281             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2282               {
2283                 struct expr *expr = index_map[j];
2284                 struct occr *occr;
2285
2286                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2287                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2288                   {
2289                     if (! occr->deleted_p)
2290                       continue;
2291
2292                     /* Insert this expression on this edge if it would
2293                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2294                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2295                       {
2296                         rtx insn;
2297                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2298
2299                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2300                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2301                            the previous block. There are several alternatives
2302                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2303                            handling this situation.  This one is easiest for
2304                            now.  */
2305
2306                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2307                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2308                         else
2309                           {
2310                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2311                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2312                           }
2313
2314                         if (dump_file)
2315                           {
2316                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2317                                      bb->index,
2318                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2319                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2320                                      expr->bitmap_index);
2321                           }
2322
2323                         update_ld_motion_stores (expr);
2324                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2325                         did_insert = 1;
2326                         gcse_create_count++;
2327                       }
2328                   }
2329               }
2330         }
2331     }
2332
2333   sbitmap_vector_free (inserted);
2334   return did_insert;
2335 }
2336
2337 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2338    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2339      reaching_reg <- old_reg
2340    it's better to do the following:
2341      reaching_reg <- expr
2342      old_reg      <- reaching_reg
2343    because this way copy propagation can discover additional PRE
2344    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2345    When "expr" is a store, i.e.
2346    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2347      reaching_reg <- old_reg
2348    it's better to add it before as follows:
2349      reaching_reg <- old_reg
2350      MEM          <- reaching_reg.  */
2351
2352 static void
2353 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
2354 {
2355   rtx reg = expr->reaching_reg;
2356   int regno = REGNO (reg);
2357   int indx = expr->bitmap_index;
2358   rtx pat = PATTERN (insn);
2359   rtx set, first_set, new_insn;
2360   rtx old_reg;
2361   int i;
2362
2363   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2364   switch (GET_CODE (pat))
2365     {
2366     case SET:
2367       set = pat;
2368       break;
2369
2370     case PARALLEL:
2371       /* Search through the parallel looking for the set whose
2372          source was the expression that we're interested in.  */
2373       first_set = NULL_RTX;
2374       set = NULL_RTX;
2375       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2376         {
2377           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2378           if (GET_CODE (x) == SET)
2379             {
2380               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2381                  may not find an equivalent expression, but in this
2382                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2383               if (first_set == NULL_RTX)
2384                 first_set = x;
2385               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2386                 {
2387                   set = x;
2388                   break;
2389                 }
2390             }
2391         }
2392
2393       gcc_assert (first_set);
2394       if (set == NULL_RTX)
2395         set = first_set;
2396       break;
2397
2398     default:
2399       gcc_unreachable ();
2400     }
2401
2402   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2403     {
2404       old_reg = SET_DEST (set);
2405       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2406       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2407         {
2408           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2409           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2410         }
2411       else
2412         {
2413           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2414           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2415         }
2416     }
2417   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2418     {
2419       old_reg = SET_SRC (set);
2420       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2421
2422       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2423       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2424         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2425       else
2426         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2427     }
2428
2429   gcse_create_count++;
2430
2431   if (dump_file)
2432     fprintf (dump_file,
2433              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2434               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2435               INSN_UID (insn), regno);
2436 }
2437
2438 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2439    to `reaching_reg'.  */
2440
2441 static void
2442 pre_insert_copies (void)
2443 {
2444   unsigned int i, added_copy;
2445   struct expr *expr;
2446   struct occr *occr;
2447   struct occr *avail;
2448
2449   /* For each available expression in the table, copy the result to
2450      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2451
2452      ??? The current algorithm is rather brute force.
2453      Need to do some profiling.  */
2454
2455   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2456     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2457       {
2458         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2459            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2460            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2461            deleted.  This test also avoids further processing if the
2462            expression wasn't deleted anywhere.  */
2463         if (expr->reaching_reg == NULL)
2464           continue;
2465
2466         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2467         added_copy = 0;
2468
2469         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2470           {
2471             if (! occr->deleted_p)
2472               continue;
2473
2474             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2475               {
2476                 rtx insn = avail->insn;
2477
2478                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2479                 if (avail->copied_p)
2480                   continue;
2481
2482                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2483                 if (INSN_DELETED_P (insn))
2484                   continue;
2485
2486                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2487                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2488                                                expr,
2489                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2490                   continue;
2491
2492                 added_copy = 1;
2493
2494                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2495                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2496                 avail->copied_p = 1;
2497               }
2498           }
2499
2500           if (added_copy)
2501             update_ld_motion_stores (expr);
2502       }
2503 }
2504
2505 struct set_data
2506 {
2507   rtx insn;
2508   const_rtx set;
2509   int nsets;
2510 };
2511
2512 /* Increment number of sets and record set in DATA.  */
2513
2514 static void
2515 record_set_data (rtx dest, const_rtx set, void *data)
2516 {
2517   struct set_data *s = (struct set_data *)data;
2518
2519   if (GET_CODE (set) == SET)
2520     {
2521       /* We allow insns having multiple sets, where all but one are
2522          dead as single set insns.  In the common case only a single
2523          set is present, so we want to avoid checking for REG_UNUSED
2524          notes unless necessary.  */
2525       if (s->nsets == 1
2526           && find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, SET_DEST (s->set))
2527           && !side_effects_p (s->set))
2528         s->nsets = 0;
2529
2530       if (!s->nsets)
2531         {
2532           /* Record this set.  */
2533           s->nsets += 1;
2534           s->set = set;
2535         }
2536       else if (!find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, dest)
2537                || side_effects_p (set))
2538         s->nsets += 1;
2539     }
2540 }
2541
2542 static const_rtx
2543 single_set_gcse (rtx insn)
2544 {
2545   struct set_data s;
2546   rtx pattern;
2547   
2548   gcc_assert (INSN_P (insn));
2549
2550   /* Optimize common case.  */
2551   pattern = PATTERN (insn);
2552   if (GET_CODE (pattern) == SET)
2553     return pattern;
2554
2555   s.insn = insn;
2556   s.nsets = 0;
2557   note_stores (pattern, record_set_data, &s);
2558
2559   /* Considered invariant insns have exactly one set.  */
2560   gcc_assert (s.nsets == 1);
2561   return s.set;
2562 }
2563
2564 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2565    in INSN.  */
2566
2567 static rtx
2568 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx insn)
2569 {
2570   rtx new_rtx;
2571   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
2572   rtx set2;
2573   rtx note;
2574   rtx eqv = NULL_RTX;
2575
2576   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2577      we've verified to be valid.  */
2578
2579   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2580
2581   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2582      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2583      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2584   set2 = single_set (new_rtx);
2585   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2586     return new_rtx;
2587   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2588     eqv = XEXP (note, 0);
2589   else if (! REG_P (dest)
2590            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2591     eqv = SET_SRC (set);
2592
2593   if (eqv != NULL_RTX)
2594     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2595
2596   return new_rtx;
2597 }
2598
2599 /* Delete redundant computations.
2600    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2601    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2602    to propagate the copy or eliminate it.
2603
2604    Return nonzero if a change is made.  */
2605
2606 static int
2607 pre_delete (void)
2608 {
2609   unsigned int i;
2610   int changed;
2611   struct expr *expr;
2612   struct occr *occr;
2613
2614   changed = 0;
2615   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2616     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2617       {
2618         int indx = expr->bitmap_index;
2619
2620         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2621         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2622           {
2623             rtx insn = occr->insn;
2624             rtx set;
2625             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2626
2627             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2628             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2629                 && (set = single_set (insn)) != 0
2630                 && dbg_cnt (pre_insn))
2631               {
2632                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2633                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2634                    the mode of the original destination pseudo.  */
2635                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2636                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2637
2638                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2639                 delete_insn (insn);
2640                 occr->deleted_p = 1;
2641                 changed = 1;
2642                 gcse_subst_count++;
2643
2644                 if (dump_file)
2645                   {
2646                     fprintf (dump_file,
2647                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2648                                INSN_UID (insn), indx);
2649                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2650                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2651                   }
2652               }
2653           }
2654       }
2655
2656   return changed;
2657 }
2658
2659 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2660    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2661    has been done.
2662
2663    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2664    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2665    Compiler Design and Implementation.
2666
2667    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2668    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2669    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2670    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2671    through the block.
2672
2673    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2674    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2675    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2676    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2677    redundancies.  */
2678
2679 static int
2680 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2681 {
2682   unsigned int i;
2683   int did_insert, changed;
2684   struct expr **index_map;
2685   struct expr *expr;
2686
2687   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2688      hash table entry.  */
2689
2690   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
2691   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2692     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2693       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2694
2695   /* Delete the redundant insns first so that
2696      - we know what register to use for the new insns and for the other
2697        ones with reaching expressions
2698      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2699
2700   changed = pre_delete ();
2701   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2702
2703   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2704      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2705   pre_insert_copies ();
2706   if (did_insert)
2707     {
2708       commit_edge_insertions ();
2709       changed = 1;
2710     }
2711
2712   free (index_map);
2713   return changed;
2714 }
2715
2716 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2717
2718    Return nonzero if a change was made.  */
2719
2720 static int
2721 one_pre_gcse_pass (void)
2722 {
2723   int changed = 0;
2724
2725   gcse_subst_count = 0;
2726   gcse_create_count = 0;
2727
2728   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2729   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2730       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2731     return 0;
2732
2733   /* We need alias.  */
2734   init_alias_analysis ();
2735
2736   bytes_used = 0;
2737   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2738   alloc_gcse_mem ();
2739
2740   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2741   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2742   if (flag_gcse_lm)
2743     compute_ld_motion_mems ();
2744
2745   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2746   if (flag_gcse_lm)
2747     trim_ld_motion_mems ();
2748   if (dump_file)
2749     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2750
2751   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2752     {
2753       struct edge_list *edge_list;
2754       alloc_pre_mem (last_basic_block_for_fn (cfun), expr_hash_table.n_elems);
2755       edge_list = compute_pre_data ();
2756       changed |= pre_gcse (edge_list);
2757       free_edge_list (edge_list);
2758       free_pre_mem ();
2759     }
2760
2761   if (flag_gcse_lm)
2762     free_ld_motion_mems ();
2763   remove_fake_exit_edges ();
2764   free_hash_table (&expr_hash_table);
2765
2766   free_gcse_mem ();
2767   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2768
2769   /* We are finished with alias.  */
2770   end_alias_analysis ();
2771
2772   if (dump_file)
2773     {
2774       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2775                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2776                bytes_used);
2777       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2778                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2779     }
2780
2781   return changed;
2782 }
2783 \f
2784 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2785    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2786    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2787    that note, because the following loop optimization pass requires
2788    them.  */
2789
2790 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2791    then we would not need to do this here, because jump would add the
2792    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2793
2794 static void
2795 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2796 {
2797   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2798   int i, j;
2799   const char *fmt;
2800
2801   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2802     {
2803       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2804          avoid flow generating (slightly) worse code.
2805
2806          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2807          mark_jump_label for additional information).  */
2808
2809       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2810          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2811          notes.  */
2812       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2813       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
2814
2815       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2816         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2817
2818       return;
2819     }
2820
2821   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2822     {
2823       if (fmt[i] == 'e')
2824         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2825       else if (fmt[i] == 'E')
2826         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2827           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2828     }
2829 }
2830
2831 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2832
2833 /* Very busy expressions.  */
2834 static sbitmap *hoist_vbein;
2835 static sbitmap *hoist_vbeout;
2836
2837 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2838    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2839    more effective than the tail merging code in jump.c.
2840
2841    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2842    code hoisting.  It would be nice.  */
2843
2844 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2845
2846 static void
2847 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2848 {
2849   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2850   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2851   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2852
2853   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2854   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2855 }
2856
2857 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2858
2859 static void
2860 free_code_hoist_mem (void)
2861 {
2862   sbitmap_vector_free (antloc);
2863   sbitmap_vector_free (transp);
2864   sbitmap_vector_free (comp);
2865
2866   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2867   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2868
2869   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2870 }
2871
2872 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2873
2874    An expression is very busy if all paths from a given point
2875    compute the expression.  */
2876
2877 static void
2878 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2879 {
2880   int changed, passes;
2881   basic_block bb;
2882
2883   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block_for_fn (cfun));
2884   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block_for_fn (cfun));
2885
2886   passes = 0;
2887   changed = 1;
2888
2889   while (changed)
2890     {
2891       changed = 0;
2892
2893       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2894          the convergence.  */
2895       FOR_EACH_BB_REVERSE_FN (bb, cfun)
2896         {
2897           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2898             {
2899               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2900                                             hoist_vbein, bb);
2901
2902               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2903                  in BB and available at its end.  */
2904               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2905                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2906             }
2907
2908           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2909                                               antloc[bb->index],
2910                                               hoist_vbeout[bb->index],
2911                                               transp[bb->index]);
2912         }
2913
2914       passes++;
2915     }
2916
2917   if (dump_file)
2918     {
2919       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2920
2921       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2922         {
2923           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2924           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2925           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2926           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2927         }
2928     }
2929 }
2930
2931 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2932
2933 static void
2934 compute_code_hoist_data (void)
2935 {
2936   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2937   prune_expressions (false);
2938   compute_code_hoist_vbeinout ();
2939   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2940   if (dump_file)
2941     fprintf (dump_file, "\n");
2942 }
2943
2944 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2945    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2946    maintain live_in information if live range of register referred
2947    in FROM is shrunk.
2948    
2949    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2950    the number by which register pressure is decreased.
2951    
2952    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2953
2954 static int
2955 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx from)
2956 {
2957   rtx dreg, insn;
2958   basic_block succ_bb;
2959   df_ref *op, op_ref;
2960   edge succ;
2961   edge_iterator ei;
2962   int decreased_pressure = 0;
2963   int nregs;
2964   enum reg_class pressure_class;
2965   
2966   for (op = DF_INSN_USES (from); *op; op++)
2967     {
2968       dreg = DF_REF_REAL_REG (*op);
2969       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2970          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2971          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2972       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2973         {
2974           succ_bb = succ->dest;
2975           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2976             continue;
2977
2978           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2979             break;
2980         }
2981       if (succ != NULL)
2982         continue;
2983
2984       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2985       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2986         {
2987           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
2988             continue;
2989
2990           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
2991           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
2992               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
2993             break;
2994         }
2995
2996       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
2997       /* Decrease register pressure and update live_in information for
2998          this block.  */
2999       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
3000         {
3001           decreased_pressure += nregs;
3002           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3003           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
3004         }
3005     }
3006   return decreased_pressure;
3007 }
3008
3009 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
3010    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
3011    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
3012
3013    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
3014    hoisted up in flow graph.
3015
3016    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
3017    for each basic block.
3018
3019    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
3020    for storing EXPR.
3021
3022    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
3023    EXPR is hoisted.
3024
3025    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
3026
3027    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
3028    to me that the expression must either be computed or transparent in
3029    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
3030    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
3031    the expression wasn't a loop invariant.
3032
3033    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
3034    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
3035    paths.  */
3036
3037 static int
3038 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct expr *expr,
3039                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
3040                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
3041                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx from)
3042 {
3043   unsigned int i;
3044   edge pred;
3045   edge_iterator ei;
3046   sbitmap_iterator sbi;
3047   int visited_allocated_locally = 0;
3048   int decreased_pressure = 0;
3049
3050   if (flag_ira_hoist_pressure)
3051     {
3052       /* Record old information of basic block BB when it is visited
3053          at the first time.  */
3054       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
3055         {
3056           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
3057           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
3058           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
3059         }
3060       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
3061     }
3062   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
3063      is exhausted.  */
3064   if (distance > 0)
3065     {
3066       if (flag_ira_hoist_pressure)
3067         {
3068           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
3069           if (decreased_pressure > *nregs)
3070             distance += bb_size[bb->index];
3071           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
3072              of following conditions is satisfied:
3073
3074              1. The basic block has low register pressure.
3075              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
3076
3077              Constant expressions is handled conservatively, because
3078              hoisting constant expression aggressively results in worse
3079              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
3080              on ARM target, while it has no obvious effect on other
3081              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
3082           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
3083                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3084                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
3085                        && decreased_pressure < *nregs))
3086             distance -= bb_size[bb->index];
3087         }
3088       else
3089         distance -= bb_size[bb->index];
3090
3091       if (distance <= 0)
3092         return 0;
3093     }
3094   else
3095     gcc_assert (distance == 0);
3096
3097   if (visited == NULL)
3098     {
3099       visited_allocated_locally = 1;
3100       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
3101       bitmap_clear (visited);
3102     }
3103
3104   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3105     {
3106       basic_block pred_bb = pred->src;
3107
3108       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
3109         break;
3110       else if (pred_bb == expr_bb)
3111         continue;
3112       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
3113         continue;
3114       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3115         break;
3116       /* Not killed.  */
3117       else
3118         {
3119           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
3120           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
3121                                           visited, distance, bb_size,
3122                                           pressure_class, nregs,
3123                                           hoisted_bbs, from))
3124             break;
3125         }
3126     }
3127   if (visited_allocated_locally)
3128     {
3129       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3130          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3131       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3132         {
3133           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3134           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3135           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3136             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3137         }
3138       sbitmap_free (visited);
3139     }
3140
3141   return (pred == NULL);
3142 }
3143 \f
3144 /* Find occurrence in BB.  */
3145
3146 static struct occr *
3147 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
3148 {
3149   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3150   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3151     occr = occr->next;
3152
3153   return occr;
3154 }
3155
3156 /* Actually perform code hoisting.
3157
3158    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3159    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3160    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3161
3162           b1      ------
3163           /\         |
3164          /  \        |
3165         bx   by   distance
3166        /      \      |
3167       /        \     |
3168      b2        b3 ------
3169
3170    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3171    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3172    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3173    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3174    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3175    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3176    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3177    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3178    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3179
3180    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3181    hoist based on upper method.  The rationale is:
3182      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3183         facility.
3184      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3185         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3186         register pressure will be increased because of extended live
3187         range of output.  However, register pressure will be decreased
3188         if the live ranges of inputs are shrunk.
3189      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3190         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3191         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3192      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3193         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3194         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3195         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3196         pressure.
3197      5. Update register pressure information for basic blocks through
3198         which expression is hoisted.  */
3199
3200 static int
3201 hoist_code (void)
3202 {
3203   basic_block bb, dominated;
3204   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3205   unsigned int dom_tree_walk_index;
3206   vec<basic_block> domby;
3207   unsigned int i, j, k;
3208   struct expr **index_map;
3209   struct expr *expr;
3210   int *to_bb_head;
3211   int *bb_size;
3212   int changed = 0;
3213   struct bb_data *data;
3214   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3215   bitmap from_bbs;
3216   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3217   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3218   bitmap_iterator bi;
3219
3220   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3221      hash table entry.  */
3222
3223   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
3224   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3225     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3226       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3227
3228   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3229      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3230      data to restrict distance an expression can travel.  */
3231
3232   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3233   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block_for_fn (cfun));
3234
3235   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3236     {
3237       rtx insn;
3238       int to_head;
3239
3240       to_head = 0;
3241       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3242         {
3243           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3244              decision choices.  */
3245           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3246             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3247         }
3248
3249       bb_size[bb->index] = to_head;
3250     }
3251
3252   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3253               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3254                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3255
3256   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3257   if (flag_ira_hoist_pressure)
3258     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3259
3260   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3261                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3262
3263   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3264      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3265   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3266     {
3267       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3268
3269       if (domby.length () == 0)
3270         continue;
3271
3272       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3273          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3274       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3275         {
3276           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3277             {
3278               int nregs = 0;
3279               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3280               /* Current expression.  */
3281               struct expr *expr = index_map[i];
3282               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3283               int hoistable = 0;
3284               /* Occurrences reachable from BB.  */
3285               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3286               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3287                  note when we've inserted it.  */
3288               int insn_inserted_p;
3289               occr_t occr;
3290
3291               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3292                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3293               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3294                 {
3295                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3296
3297                   if (occr)
3298                     {
3299                       /* An occurrence might've been already deleted
3300                          while processing a dominator of BB.  */
3301                       if (!occr->deleted_p)
3302                         {
3303                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3304                           hoistable++;
3305                         }
3306                     }
3307                   else
3308                     hoistable++;
3309                 }
3310
3311               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3312                  we look at every block BB dominates to see if it
3313                  computes the expression.  */
3314               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3315                 {
3316                   int max_distance;
3317
3318                   /* Ignore self dominance.  */
3319                   if (bb == dominated)
3320                     continue;
3321                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3322                      the busy expression and whether or not moving that
3323                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3324                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3325                     continue;
3326
3327                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3328                   gcc_assert (occr);
3329
3330                   /* An occurrence might've been already deleted
3331                      while processing a dominator of BB.  */
3332                   if (occr->deleted_p)
3333                     continue;
3334                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3335
3336                   max_distance = expr->max_distance;
3337                   if (max_distance > 0)
3338                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3339                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3340                        only part of it.  */
3341                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3342                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3343
3344                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3345                                                                  &nregs);
3346
3347                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3348                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3349
3350                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3351                      from a dominated block into BB.  */
3352                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3353                                                 max_distance, bb_size,
3354                                                 pressure_class, &nregs,
3355                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3356                     {
3357                       hoistable++;
3358                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3359                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3360                     }
3361                 }
3362
3363               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3364                  expression, then note it in the vector of expressions to
3365                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3366                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3367                  allocation.  One could increase this value to try harder
3368                  to avoid any possible code expansion due to register
3369                  allocation issues; however experiments have shown that
3370                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3371                  from two successors, so raising this threshold is likely
3372                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3373               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3374                 {
3375                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3376                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3377                      time looking for LCA in this case.  */
3378                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3379                     {
3380                       basic_block lca;
3381
3382                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3383                                                               from_bbs);
3384                       if (lca != bb)
3385                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3386                            LCA.  */
3387                         occrs_to_hoist.release ();
3388                     }
3389                 }
3390               else
3391                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3392                 occrs_to_hoist.release ();
3393
3394               if (flag_ira_hoist_pressure
3395                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3396                 {
3397                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3398                      expr is hoisted because of extended live range of
3399                      output.  */
3400                   data = BB_DATA (bb);
3401                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3402                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3403                     {
3404                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3405                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3406                     }
3407                 }
3408               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3409                 {
3410                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3411                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3412                      hoisted.  */
3413                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3414                     {
3415                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3416                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3417                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3418                           = data->old_pressure;
3419                     }
3420                 }
3421
3422               if (flag_ira_hoist_pressure)
3423                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3424
3425               insn_inserted_p = 0;
3426
3427               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3428                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3429               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3430                 {
3431                   rtx insn;
3432                   const_rtx set;
3433
3434                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3435
3436                   insn = occr->insn;
3437                   set = single_set_gcse (insn);
3438
3439                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3440                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3441                      from the mode of the original destination pseudo.
3442
3443                      It is important to use new pseudos whenever we
3444                      emit a set.  This will allow reload to use
3445                      rematerialization for such registers.  */
3446                   if (!insn_inserted_p)
3447                     expr->reaching_reg
3448                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3449
3450                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3451                                         insn);
3452                   delete_insn (insn);
3453                   occr->deleted_p = 1;
3454                   changed = 1;
3455                   gcse_subst_count++;
3456
3457                   if (!insn_inserted_p)
3458                     {
3459                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3460                       insn_inserted_p = 1;
3461                     }
3462                 }
3463
3464               occrs_to_hoist.release ();
3465               bitmap_clear (from_bbs);
3466             }
3467         }
3468       domby.release ();
3469     }
3470
3471   dom_tree_walk.release ();
3472   BITMAP_FREE (from_bbs);
3473   if (flag_ira_hoist_pressure)
3474     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3475
3476   free (bb_size);
3477   free (to_bb_head);
3478   free (index_map);
3479
3480   return changed;
3481 }
3482
3483 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3484    *NREGS) of register REGNO.  */
3485 static enum reg_class
3486 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3487 {
3488   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3489     {
3490       enum reg_class pressure_class;
3491
3492       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3493       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3494       *nregs
3495         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3496       return pressure_class;
3497     }
3498   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3499            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3500     {
3501       *nregs = 1;
3502       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3503     }
3504   else
3505     {
3506       *nregs = 0;
3507       return NO_REGS;
3508     }
3509 }
3510
3511 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3512    for destination of INSN. */
3513 static enum reg_class
3514 get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs)
3515 {
3516   rtx reg;
3517   enum reg_class pressure_class;
3518   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
3519
3520   reg = SET_DEST (set);
3521   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3522     reg = SUBREG_REG (reg);
3523   if (MEM_P (reg))
3524     {
3525       *nregs = 0;
3526       pressure_class = NO_REGS;
3527     }
3528   else
3529     {
3530       gcc_assert (REG_P (reg));
3531       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3532       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3533       *nregs
3534         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3535     }
3536   return pressure_class;
3537 }
3538
3539 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3540    register REGNO.  */
3541 static void
3542 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3543 {
3544   int nregs;
3545   enum reg_class pressure_class;
3546
3547   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3548   if (! incr_p)
3549     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3550   else
3551     {
3552       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3553       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3554           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3555         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3556           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3557     }
3558 }
3559
3560 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3561    from last to first.  */
3562 static void
3563 calculate_bb_reg_pressure (void)
3564 {
3565   int i;
3566   unsigned int j;
3567   rtx insn;
3568   basic_block bb;
3569   bitmap curr_regs_live;
3570   bitmap_iterator bi;
3571
3572
3573   ira_setup_eliminable_regset ();
3574   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3575   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3576     {
3577       curr_bb = bb;
3578       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3579       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3580       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3581       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3582       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3583         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3584       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3585         change_pressure (j, true);
3586
3587       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3588         {
3589           rtx dreg;
3590           int regno;
3591           df_ref *def_rec, *use_rec;
3592
3593           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3594             continue;
3595
3596           for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
3597             {
3598               dreg = DF_REF_REAL_REG (*def_rec);
3599               gcc_assert (REG_P (dreg));
3600               regno = REGNO (dreg);
3601               if (!(DF_REF_FLAGS (*def_rec) 
3602                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3603                 {
3604                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3605                     change_pressure (regno, false);
3606                 }
3607             }
3608
3609           for (use_rec = DF_INSN_USES (insn); *use_rec; use_rec++)
3610             {
3611               dreg = DF_REF_REAL_REG (*use_rec);
3612               gcc_assert (REG_P (dreg));
3613               regno = REGNO (dreg);
3614               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3615                 change_pressure (regno, true);
3616             }
3617         }
3618     }
3619   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3620
3621   if (dump_file == NULL)
3622     return;
3623
3624   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3625   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3626     {
3627       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3628       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3629         {
3630           enum reg_class pressure_class;
3631
3632           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3633           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3634             continue;
3635
3636           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3637                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3638         }
3639     }
3640   fprintf (dump_file, "\n");
3641 }
3642
3643 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3644
3645    Return nonzero if a change was made.  */
3646
3647 static int
3648 one_code_hoisting_pass (void)
3649 {
3650   int changed = 0;
3651
3652   gcse_subst_count = 0;
3653   gcse_create_count = 0;
3654
3655   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3656   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3657       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3658     return 0;
3659
3660   doing_code_hoisting_p = true;
3661
3662   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3663   if (flag_ira_hoist_pressure)
3664     {
3665       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3666       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3667       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3668       calculate_bb_reg_pressure ();
3669       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3670     }
3671
3672   /* We need alias.  */
3673   init_alias_analysis ();
3674
3675   bytes_used = 0;
3676   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3677   alloc_gcse_mem ();
3678
3679   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3680   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3681   if (dump_file)
3682     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3683
3684   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3685     {
3686       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block_for_fn (cfun),
3687                             expr_hash_table.n_elems);
3688       compute_code_hoist_data ();
3689       changed = hoist_code ();
3690       free_code_hoist_mem ();
3691     }
3692
3693   if (flag_ira_hoist_pressure)
3694     {
3695       free_aux_for_blocks ();
3696       free_reg_info ();
3697     }
3698   free_hash_table (&expr_hash_table);
3699   free_gcse_mem ();
3700   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3701
3702   /* We are finished with alias.  */
3703   end_alias_analysis ();
3704
3705   if (dump_file)
3706     {
3707       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3708                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3709                bytes_used);
3710       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3711                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3712     }
3713
3714   doing_code_hoisting_p = false;
3715
3716   return changed;
3717 }
3718 \f
3719 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3720     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3721     move a load when it is killed only by a store to itself.
3722
3723             int i;
3724             float a[10];
3725
3726             void foo(float scale)
3727             {
3728               for (i=0; i<10; i++)
3729                 a[i] *= scale;
3730             }
3731
3732     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3733     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3734     of the loop.
3735
3736       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3737     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3738     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3739
3740       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3741     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3742     in the loop.  */
3743
3744 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3745    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3746
3747 static struct ls_expr *
3748 ldst_entry (rtx x)
3749 {
3750   int do_not_record_p = 0;
3751   struct ls_expr * ptr;
3752   unsigned int hash;
3753   ls_expr **slot;
3754   struct ls_expr e;
3755
3756   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3757                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3758
3759   e.pattern = x;
3760   slot = pre_ldst_table.find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3761   if (*slot)
3762     return *slot;
3763
3764   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3765
3766   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3767   ptr->expr         = NULL;
3768   ptr->pattern      = x;
3769   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3770   ptr->loads        = NULL_RTX;
3771   ptr->stores       = NULL_RTX;
3772   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3773   ptr->invalid      = 0;
3774   ptr->index        = 0;
3775   ptr->hash_index   = hash;
3776   pre_ldst_mems     = ptr;
3777   *slot = ptr;
3778
3779   return ptr;
3780 }
3781
3782 /* Free up an individual ldst entry.  */
3783
3784 static void
3785 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3786 {
3787   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3788   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3789
3790   free (ptr);
3791 }
3792
3793 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3794
3795 static void
3796 free_ld_motion_mems (void)
3797 {
3798   if (pre_ldst_table.is_created ())
3799     pre_ldst_table.dispose ();
3800
3801   while (pre_ldst_mems)
3802     {
3803       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3804
3805       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3806
3807       free_ldst_entry (tmp);
3808     }
3809
3810   pre_ldst_mems = NULL;
3811 }
3812
3813 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3814
3815 static void
3816 print_ldst_list (FILE * file)
3817 {
3818   struct ls_expr * ptr;
3819
3820   fprintf (file, "LDST list: \n");
3821
3822   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3823     {
3824       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3825
3826       print_rtl (file, ptr->pattern);
3827
3828       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3829
3830       if (ptr->loads)
3831         print_rtl (file, ptr->loads);
3832       else
3833         fprintf (file, "(nil)");
3834
3835       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3836
3837       if (ptr->stores)
3838         print_rtl (file, ptr->stores);
3839       else
3840         fprintf (file, "(nil)");
3841
3842       fprintf (file, "\n\n");
3843     }
3844
3845   fprintf (file, "\n");
3846 }
3847
3848 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3849
3850 static struct ls_expr *
3851 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3852 {
3853   struct ls_expr e;
3854   ls_expr **slot;
3855   if (!pre_ldst_table.is_created ())
3856     return NULL;
3857   e.pattern = x;
3858   slot = pre_ldst_table.find_slot (&e, NO_INSERT);
3859   if (!slot || (*slot)->invalid)
3860     return NULL;
3861   return *slot;
3862 }
3863 \f
3864 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3865
3866 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3867    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3868    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3869
3870 static int
3871 simple_mem (const_rtx x)
3872 {
3873   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3874     return 0;
3875
3876   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3877     return 0;
3878
3879   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3880      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3881      continue.  */
3882   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3883     return 0;
3884
3885   if (side_effects_p (x))
3886     return 0;
3887
3888   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3889   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3890     return 0;
3891
3892   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3893     return 0;
3894
3895   return 1;
3896 }
3897
3898 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3899    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3900    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3901    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3902    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3903    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3904    fix it up.  */
3905
3906 static void
3907 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3908 {
3909   const char * fmt;
3910   int i, j;
3911   struct ls_expr * ptr;
3912
3913   /* Invalidate it in the list.  */
3914   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3915     {
3916       ptr = ldst_entry (x);
3917       ptr->invalid = 1;
3918     }
3919
3920   /* Recursively process the insn.  */
3921   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3922
3923   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3924     {
3925       if (fmt[i] == 'e')
3926         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3927       else if (fmt[i] == 'E')
3928         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3929           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3930     }
3931 }
3932
3933 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3934    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3935    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3936    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3937    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3938    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3939    later.  */
3940
3941 static void
3942 compute_ld_motion_mems (void)
3943 {
3944   struct ls_expr * ptr;
3945   basic_block bb;
3946   rtx insn;
3947
3948   pre_ldst_mems = NULL;
3949   pre_ldst_table.create (13);
3950
3951   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3952     {
3953       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3954         {
3955           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3956             {
3957               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3958                 {
3959                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3960                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3961                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3962                   rtx src_eq;
3963
3964                   /* Check for a simple LOAD...  */
3965                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3966                     {
3967                       ptr = ldst_entry (src);
3968                       if (REG_P (dest))
3969                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3970                       else
3971                         ptr->invalid = 1;
3972                     }
3973                   else
3974                     {
3975                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3976                       invalidate_any_buried_refs (src);
3977                     }
3978
3979                   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
3980                     src_eq = XEXP (note, 0);
3981                   else
3982                     src_eq = NULL_RTX;
3983
3984                   if (src_eq != NULL_RTX
3985                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3986                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3987
3988                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3989                      will block any movement we might do later. We only care
3990                      about this exact pattern since those are the only
3991                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3992                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3993                     {
3994                       ptr = ldst_entry (dest);
3995
3996                       if (! MEM_P (src)
3997                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
3998                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
3999                              returns 0 for all REGs.  */
4000                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4001                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4002                       else
4003                         ptr->invalid = 1;
4004                     }
4005                 }
4006               else
4007                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4008             }
4009         }
4010     }
4011 }
4012
4013 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4014    expression list for pre gcse.  */
4015
4016 static void
4017 trim_ld_motion_mems (void)
4018 {
4019   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
4020   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
4021
4022   while (ptr != NULL)
4023     {
4024       struct expr * expr;
4025
4026       /* Delete if entry has been made invalid.  */
4027       if (! ptr->invalid)
4028         {
4029           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
4030           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
4031
4032           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
4033                expr != NULL;
4034                expr = expr->next_same_hash)
4035             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
4036               break;
4037         }
4038       else
4039         expr = (struct expr *) 0;
4040
4041       if (expr)
4042         {
4043           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
4044           ptr->expr = expr;
4045           last = & ptr->next;
4046           ptr = ptr->next;
4047         }
4048       else
4049         {
4050           *last = ptr->next;
4051           pre_ldst_table.remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
4052           free_ldst_entry (ptr);
4053           ptr = * last;
4054         }
4055     }
4056
4057   /* Show the world what we've found.  */
4058   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
4059     print_ldst_list (dump_file);
4060 }
4061
4062 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4063    a reaching register, and update any stores that are needed if
4064    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4065    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4066    the reaching register into the store location. These keeps the
4067    correct value in the reaching register for the loads.  */
4068
4069 static void
4070 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
4071 {
4072   struct ls_expr * mem_ptr;
4073
4074   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4075     {
4076       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4077          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4078          dead and should be eliminated later.  */
4079
4080       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4081          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4082          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4083          (set reg expr) in that insn.  */
4084       rtx list = mem_ptr->stores;
4085
4086       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4087         {
4088           rtx insn = XEXP (list, 0);
4089           rtx pat = PATTERN (insn);
4090           rtx src = SET_SRC (pat);
4091           rtx reg = expr->reaching_reg;
4092           rtx copy;
4093
4094           /* If we've already copied it, continue.  */
4095           if (expr->reaching_reg == src)
4096             continue;
4097
4098           if (dump_file)
4099             {
4100               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4101               print_rtl (dump_file, reg);
4102               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4103               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4104               fprintf (dump_file, "\n");
4105             }
4106
4107           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4108           emit_insn_before (copy, insn);
4109           SET_SRC (pat) = reg;
4110           df_insn_rescan (insn);
4111
4112           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4113           INSN_CODE (insn) = -1;
4114           gcse_create_count++;
4115         }
4116     }
4117 }
4118 \f
4119 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4120    optimization about to be performed.  */
4121
4122 static bool
4123 is_too_expensive (const char *pass)
4124 {
4125   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4126      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4127      particularly useful.
4128
4129      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4130      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4131      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4132      threshold the number of blocks, uses something with a more
4133      graceful degradation.  */
4134   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
4135     {
4136       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4137                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4138                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
4139                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
4140
4141       return true;
4142     }
4143
4144   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4145      storage it's better just to disable the optimization.  */
4146   if ((n_basic_blocks_for_fn (cfun)
4147        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4148        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4149     {
4150       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4151                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4152                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num ());
4153
4154       return true;
4155     }
4156
4157   return false;
4158 }
4159 \f
4160 static unsigned int
4161 execute_rtl_pre (void)
4162 {
4163   int changed;
4164   delete_unreachable_blocks ();
4165   df_analyze ();
4166   changed = one_pre_gcse_pass ();
4167   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4168   if (changed)
4169     cleanup_cfg (0);
4170   return 0;
4171 }
4172
4173 static unsigned int
4174 execute_rtl_hoist (void)
4175 {
4176   int changed;
4177   delete_unreachable_blocks ();
4178   df_analyze ();
4179   changed = one_code_hoisting_pass ();
4180   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4181   if (changed)
4182     cleanup_cfg (0);
4183   return 0;
4184 }
4185
4186 namespace {
4187
4188 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4189 {
4190   RTL_PASS, /* type */
4191   "rtl pre", /* name */
4192   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4193   true, /* has_execute */
4194   TV_PRE, /* tv_id */
4195   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4196   0, /* properties_provided */
4197   0, /* properties_destroyed */
4198   0, /* todo_flags_start */
4199   ( TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing
4200     | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
4201 };
4202
4203 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4204 {
4205 public:
4206   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4207     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4208   {}
4209
4210   /* opt_pass methods: */
4211   virtual bool gate (function *);
4212   unsigned int execute () { return execute_rtl_pre (); }
4213
4214 }; // class pass_rtl_pre
4215
4216 /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
4217    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4218    setjmp.
4219    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4220
4221 bool
4222 pass_rtl_pre::gate (function *fun)
4223 {
4224   return optimize > 0 && flag_gcse
4225     && !fun->calls_setjmp
4226     && optimize_function_for_speed_p (fun)
4227     && dbg_cnt (pre);
4228 }
4229
4230 } // anon namespace
4231
4232 rtl_opt_pass *
4233 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4234 {
4235   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4236 }
4237
4238 namespace {
4239
4240 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4241 {
4242   RTL_PASS, /* type */
4243   "hoist", /* name */
4244   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4245   true, /* has_execute */
4246   TV_HOIST, /* tv_id */
4247   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4248   0, /* properties_provided */
4249   0, /* properties_destroyed */
4250   0, /* todo_flags_start */
4251   ( TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing
4252     | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
4253 };
4254
4255 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4256 {
4257 public:
4258   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4259     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4260   {}
4261
4262   /* opt_pass methods: */
4263   virtual bool gate (function *);
4264   unsigned int execute () { return execute_rtl_hoist (); }
4265
4266 }; // class pass_rtl_hoist
4267
4268 bool
4269 pass_rtl_hoist::gate (function *)
4270 {
4271   return optimize > 0 && flag_gcse
4272     && !cfun->calls_setjmp
4273     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4274        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4275        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4276     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4277     && dbg_cnt (hoist);
4278 }
4279
4280 } // anon namespace
4281
4282 rtl_opt_pass *
4283 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4284 {
4285   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4286 }
4287
4288 #include "gt-gcse.h"