State cleanups from jit branch
[platform/upstream/linaro-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 "hashtab.h"
153 #include "hash-set.h"
154 #include "vec.h"
155 #include "machmode.h"
156 #include "input.h"
157 #include "function.h"
158 #include "expr.h"
159 #include "except.h"
160 #include "ggc.h"
161 #include "params.h"
162 #include "cselib.h"
163 #include "intl.h"
164 #include "obstack.h"
165 #include "tree-pass.h"
166 #include "hash-table.h"
167 #include "df.h"
168 #include "dbgcnt.h"
169 #include "target.h"
170 #include "gcse.h"
171
172 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
173    are a superset of those done by classic GCSE.
174
175    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
176    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
177    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
178    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
179    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
180    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
181
182    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
183    (set (pseudo-reg) (expression)).
184    Function want_to_gcse_p says what these are.
185
186    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
187    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
188    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
189    high part and a low part).
190
191    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
192    partially redundant).
193
194    **********************
195
196    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
197    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
198    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
199    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
200    the expense.
201
202    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
203    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
204    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
205    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
206
207    It was found doing copy propagation between each pass enables further
208    substitutions.
209
210    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
211    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
212    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
213    at the time when the study was conducted.
214
215    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
216    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
217
218    **********************
219
220    The steps for PRE are:
221
222    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
223
224    2) Perform the data flow analysis for PRE.
225
226    3) Delete the redundant instructions
227
228    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
229       redundant instructions fully redundant.
230
231    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
232       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
233
234    The deletion is done first so that when we do insertions we
235    know which pseudo reg to use.
236
237    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
238    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
239    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
240
241    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
242    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
243    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
244    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
245    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
246    each register in each block and thus can try to use an existing
247    register.  */
248 \f
249 /* GCSE global vars.  */
250
251 struct target_gcse default_target_gcse;
252 #if SWITCHABLE_TARGET
253 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
254 #endif
255
256 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
257 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
258
259 /* An obstack for our working variables.  */
260 static struct obstack gcse_obstack;
261
262 /* Hash table of expressions.  */
263
264 struct gcse_expr
265 {
266   /* The expression.  */
267   rtx expr;
268   /* Index in the available expression bitmaps.  */
269   int bitmap_index;
270   /* Next entry with the same hash.  */
271   struct gcse_expr *next_same_hash;
272   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
273      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
274      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
275      to the occurrence and the output is not used between the start of
276      the block and the occurrence.  */
277   struct gcse_occr *antic_occr;
278   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
279      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
280      basic block and the operands are not modified by following statements in
281      the basic block [including this insn].  */
282   struct gcse_occr *avail_occr;
283   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
284      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
285      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
286   rtx reaching_reg;
287   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
288      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
289      to keep register pressure under control.
290      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
291      travel.  */
292   int max_distance;
293 };
294
295 /* Occurrence of an expression.
296    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
297    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
298
299 struct gcse_occr
300 {
301   /* Next occurrence of this expression.  */
302   struct gcse_occr *next;
303   /* The insn that computes the expression.  */
304   rtx_insn *insn;
305   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
306   char deleted_p;
307   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
308      reaching_reg.  */
309   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
310      the same byte.  */
311   char copied_p;
312 };
313
314 typedef struct gcse_occr *occr_t;
315
316 /* Expression hash tables.
317    Each hash table is an array of buckets.
318    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
319    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
320    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
321    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
322    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
323    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
324
325 struct gcse_hash_table_d
326 {
327   /* The table itself.
328      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
329   struct gcse_expr **table;
330
331   /* Size of the hash table, in elements.  */
332   unsigned int size;
333
334   /* Number of hash table elements.  */
335   unsigned int n_elems;
336 };
337
338 /* Expression hash table.  */
339 static struct gcse_hash_table_d expr_hash_table;
340
341 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
342    or store motion.
343    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
344    i.e. loads and stores to a single location.
345    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
346    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
347    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
348    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
349
350 struct ls_expr
351 {
352   struct gcse_expr * expr;      /* Gcse expression reference for LM.  */
353   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
354   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
355   rtx_insn_list *loads;         /* INSN list of loads seen.  */
356   rtx_insn_list *stores;        /* INSN list of stores seen.  */
357   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
358   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
359   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
360   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
361   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
362 };
363
364 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
365 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
366
367 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
368 {
369   typedef ls_expr value_type;
370   typedef value_type compare_type;
371   static inline hashval_t hash (const value_type *);
372   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
373 };
374
375 /* Hashtable helpers.  */
376 inline hashval_t
377 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
378 {
379   int do_not_record_p = 0;
380   return
381     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
382 }
383
384 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
385
386 inline bool
387 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
388                              const compare_type *ptr2)
389 {
390   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
391 }
392
393 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
394 static hash_table<pre_ldst_expr_hasher> *pre_ldst_table;
395
396 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
397    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
398    the start of the basic block.  */
399 static regset reg_set_bitmap;
400
401 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
402    memory within that block.  */
403 static vec<rtx_insn *> *modify_mem_list;
404 static bitmap modify_mem_list_set;
405
406 typedef struct modify_pair_s
407 {
408   rtx dest;                     /* A MEM.  */
409   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
410 } modify_pair;
411
412
413 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
414    being set and their canonicalized memory addresses.  */
415 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
416
417 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
418    function calls.  */
419 static bitmap blocks_with_calls;
420
421 /* Various variables for statistics gathering.  */
422
423 /* Memory used in a pass.
424    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
425    to keep an eye on memory usage.  */
426 static int bytes_used;
427
428 /* GCSE substitutions made.  */
429 static int gcse_subst_count;
430 /* Number of copy instructions created.  */
431 static int gcse_create_count;
432 \f
433 /* Doing code hoisting.  */
434 static bool doing_code_hoisting_p = false;
435 \f
436 /* For available exprs */
437 static sbitmap *ae_kill;
438 \f
439 /* Data stored for each basic block.  */
440 struct bb_data
441 {
442   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
443      (defined only for the pressure classes).  */
444   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
445   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
446      an expression.  Will be used to restore the register pressure
447      if the expression should not be hoisted.  */
448   int old_pressure;
449   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
450      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
451      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
452      expression should not be hoisted.  */
453   bitmap live_in, backup;
454 };
455
456 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
457
458 static basic_block curr_bb;
459
460 /* Current register pressure for each pressure class.  */
461 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
462 \f
463
464 static void compute_can_copy (void);
465 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
466 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
467 static void *gcse_alloc (unsigned long);
468 static void alloc_gcse_mem (void);
469 static void free_gcse_mem (void);
470 static void hash_scan_insn (rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
471 static void hash_scan_set (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
472 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
473 static void hash_scan_call (rtx, rtx_insn *, struct gcse_hash_table_d *);
474 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
475 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const rtx_insn *, int);
476 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const rtx_insn *);
477 static int oprs_available_p (const_rtx, const rtx_insn *);
478 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx_insn *, int, int,
479                                   int, struct gcse_hash_table_d *);
480 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
481 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
482 static void record_last_mem_set_info (rtx_insn *);
483 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
484 static void compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
485 static void alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
486 static void free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *);
487 static void compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *);
488 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct gcse_hash_table_d *);
489 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
490 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
491                                       struct gcse_hash_table_d *);
492 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
493 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
494 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
495 static void alloc_pre_mem (int, int);
496 static void free_pre_mem (void);
497 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
498 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct gcse_expr *,
499                                     basic_block);
500 static void insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *, basic_block);
501 static void pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *, rtx_insn *);
502 static void pre_insert_copies (void);
503 static int pre_delete (void);
504 static int pre_gcse (struct edge_list *);
505 static int one_pre_gcse_pass (void);
506 static void add_label_notes (rtx, rtx);
507 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
508 static void free_code_hoist_mem (void);
509 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
510 static void compute_code_hoist_data (void);
511 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct gcse_expr *, basic_block,
512                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
513                                      int *, bitmap, rtx_insn *);
514 static int hoist_code (void);
515 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
516 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs);
517 static int one_code_hoisting_pass (void);
518 static rtx_insn *process_insert_insn (struct gcse_expr *);
519 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct gcse_expr **);
520 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct gcse_expr *,
521                                          basic_block, char *);
522 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
523 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
524 static void free_ld_motion_mems (void);
525 static void print_ldst_list (FILE *);
526 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
527 static int simple_mem (const_rtx);
528 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
529 static void compute_ld_motion_mems (void);
530 static void trim_ld_motion_mems (void);
531 static void update_ld_motion_stores (struct gcse_expr *);
532 static void clear_modify_mem_tables (void);
533 static void free_modify_mem_tables (void);
534 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx_insn *);
535 static bool is_too_expensive (const char *);
536
537 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
538 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
539
540 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
541 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
542
543 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
544 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
545
546 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
547 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
548 \f
549 /* Misc. utilities.  */
550
551 #define can_copy \
552   (this_target_gcse->x_can_copy)
553 #define can_copy_init_p \
554   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
555
556 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
557
558 static void
559 compute_can_copy (void)
560 {
561   int i;
562 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
563   rtx reg, insn;
564 #endif
565   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
566
567   start_sequence ();
568   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
569     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
570       {
571 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
572         can_copy[i] = 0;
573 #else
574         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
575         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
576         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
577           can_copy[i] = 1;
578 #endif
579       }
580     else
581       can_copy[i] = 1;
582
583   end_sequence ();
584 }
585
586 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
587
588 bool
589 can_copy_p (enum machine_mode mode)
590 {
591   if (! can_copy_init_p)
592     {
593       compute_can_copy ();
594       can_copy_init_p = true;
595     }
596
597   return can_copy[mode] != 0;
598 }
599 \f
600 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
601
602 static void *
603 gmalloc (size_t size)
604 {
605   bytes_used += size;
606   return xmalloc (size);
607 }
608
609 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
610
611 static void *
612 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
613 {
614   bytes_used += nelem * elsize;
615   return xcalloc (nelem, elsize);
616 }
617
618 /* Cover function to obstack_alloc.  */
619
620 static void *
621 gcse_alloc (unsigned long size)
622 {
623   bytes_used += size;
624   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
625 }
626
627 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
628    This is called at the start of each pass.  */
629
630 static void
631 alloc_gcse_mem (void)
632 {
633   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
634   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
635
636   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
637      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
638      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
639   typedef vec<rtx_insn *> vec_rtx_heap;
640   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
641   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block_for_fn (cfun));
642   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap,
643                                     last_basic_block_for_fn (cfun));
644   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
645   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
646 }
647
648 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
649
650 static void
651 free_gcse_mem (void)
652 {
653   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
654
655   free_modify_mem_tables ();
656   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
657   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
658 }
659 \f
660 /* Compute the local properties of each recorded expression.
661
662    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
663    other blocks.
664
665    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
666    in the block.
667
668    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
669    at least once and expression would contain the same value if the
670    computation was moved to the end of the block.
671
672    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
673    least once and expression would contain the same value if the computation
674    was moved to the beginning of the block.
675
676    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
677    basically the same information and thus can easily share this code.
678
679    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
680    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
681    particular property.
682
683    TABLE controls which hash table to look at.  */
684
685 static void
686 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
687                           struct gcse_hash_table_d *table)
688 {
689   unsigned int i;
690
691   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
692   if (transp)
693     {
694       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block_for_fn (cfun));
695     }
696
697   if (comp)
698     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block_for_fn (cfun));
699   if (antloc)
700     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block_for_fn (cfun));
701
702   for (i = 0; i < table->size; i++)
703     {
704       struct gcse_expr *expr;
705
706       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
707         {
708           int indx = expr->bitmap_index;
709           struct gcse_occr *occr;
710
711           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
712              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
713              then reset the bits for those that are.  */
714           if (transp)
715             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
716
717           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
718              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
719           if (antloc)
720             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
721               {
722                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
723
724                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
725                    initialize this.  */
726                 occr->deleted_p = 0;
727               }
728
729           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
730              we want to set to nonzero in COMP.  */
731           if (comp)
732             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
733               {
734                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
735
736                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
737                    initialize this.  */
738                 occr->copied_p = 0;
739               }
740
741           /* While we're scanning the table, this is a good place to
742              initialize this.  */
743           expr->reaching_reg = 0;
744         }
745     }
746 }
747 \f
748 /* Hash table support.  */
749
750 struct reg_avail_info
751 {
752   basic_block last_bb;
753   int first_set;
754   int last_set;
755 };
756
757 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
758 static basic_block current_bb;
759
760 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
761    GCSE.  */
762
763 static int
764 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
765 {
766 #ifdef STACK_REGS
767   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
768      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
769      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
770   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
771     x = avoid_constant_pool_reference (x);
772 #endif
773
774   /* GCSE'ing constants:
775
776      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
777      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
778      the maximum distance simple expressions can travel.
779
780      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
781      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
782      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
783
784      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
785      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
786      in a way that allows reload rematerialize them under high register
787      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
788      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
789      spilling such constants under high register pressure instead of
790      rematerializing them.  */
791
792   switch (GET_CODE (x))
793     {
794     case REG:
795     case SUBREG:
796     case CALL:
797       return 0;
798
799     CASE_CONST_ANY:
800       if (!doing_code_hoisting_p)
801         /* Do not PRE constants.  */
802         return 0;
803
804       /* FALLTHRU */
805
806     default:
807       if (doing_code_hoisting_p)
808         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
809         {
810           int cost;
811           int max_distance;
812
813           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
814                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
815           cost = set_src_cost (x, 0);
816
817           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
818             {
819               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
820               if (max_distance == 0)
821                 return 0;
822
823               gcc_assert (max_distance > 0);
824             }
825           else
826             max_distance = 0;
827
828           if (max_distance_ptr)
829             *max_distance_ptr = max_distance;
830         }
831
832       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
833     }
834 }
835
836 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
837
838 static GTY(()) rtx_insn *test_insn;
839
840 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
841    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
842    side-effect.
843
844    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
845    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
846    has hidden side-effects we don't want to mess with.
847
848    This function is typically used by code motion passes, to verify
849    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
850    maybe live hard regs.  */
851
852 bool
853 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
854 {
855   int num_clobbers = 0;
856   int icode;
857   bool can_assign = false;
858
859   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
860   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
861     return 1;
862   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
863     return 0;
864
865   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
866      our test insn if we haven't already.  */
867   if (test_insn == 0)
868     {
869       test_insn
870         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
871                                       gen_rtx_REG (word_mode,
872                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
873                                       const0_rtx));
874       SET_NEXT_INSN (test_insn) = SET_PREV_INSN (test_insn) = 0;
875       INSN_LOCATION (test_insn) = UNKNOWN_LOCATION;
876     }
877
878   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
879      valid.  */
880   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
881   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
882
883   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
884
885   /* If the test insn is valid and doesn't need clobbers, and the target also
886      has no objections, we're good.  */
887   if (icode >= 0
888       && (num_clobbers == 0 || !added_clobbers_hard_reg_p (icode))
889       && ! (targetm.cannot_copy_insn_p
890             && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn)))
891     can_assign = true;
892
893   /* Make sure test_insn doesn't have any pointers into GC space.  */
894   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = NULL_RTX;
895
896   return can_assign;
897 }
898
899 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
900    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
901    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
902
903 static int
904 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn, int avail_p)
905 {
906   int i, j;
907   enum rtx_code code;
908   const char *fmt;
909
910   if (x == 0)
911     return 1;
912
913   code = GET_CODE (x);
914   switch (code)
915     {
916     case REG:
917       {
918         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
919
920         if (info->last_bb != current_bb)
921           return 1;
922         if (avail_p)
923           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
924         else
925           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
926       }
927
928     case MEM:
929       if (! flag_gcse_lm
930           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
931                                      x, avail_p))
932         return 0;
933       else
934         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
935
936     case PRE_DEC:
937     case PRE_INC:
938     case POST_DEC:
939     case POST_INC:
940     case PRE_MODIFY:
941     case POST_MODIFY:
942       return 0;
943
944     case PC:
945     case CC0: /*FIXME*/
946     case CONST:
947     CASE_CONST_ANY:
948     case SYMBOL_REF:
949     case LABEL_REF:
950     case ADDR_VEC:
951     case ADDR_DIFF_VEC:
952       return 1;
953
954     default:
955       break;
956     }
957
958   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
959     {
960       if (fmt[i] == 'e')
961         {
962           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
963              level, change it into iteration.  This function is called enough
964              to be worth it.  */
965           if (i == 0)
966             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
967
968           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
969             return 0;
970         }
971       else if (fmt[i] == 'E')
972         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
973           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
974             return 0;
975     }
976
977   return 1;
978 }
979
980 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
981
982 struct mem_conflict_info
983 {
984   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
985      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
986   const_rtx mem;
987
988   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
989      references.  */
990   bool conflict;
991 };
992
993 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
994    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
995    information back through DATA.  */
996
997 static void
998 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
999                           void *data)
1000 {
1001   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
1002
1003   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1004          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1005          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1006     dest = XEXP (dest, 0);
1007
1008   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
1009      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1010      elsewhere.  */
1011   if (! MEM_P (dest))
1012     return;
1013
1014   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1015      don't mark as killed this time.  */
1016   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1017     {
1018       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1019         mci->conflict = true;
1020       return;
1021     }
1022
1023   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1024     mci->conflict = true;
1025 }
1026
1027 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1028    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1029    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1030    before UID_LIMIT.
1031
1032    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1033    AVAIL_P to 0.  */
1034
1035 static int
1036 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1037                         int avail_p)
1038 {
1039   vec<rtx_insn *> list = modify_mem_list[bb->index];
1040   rtx_insn *setter;
1041   unsigned ix;
1042
1043   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1044   if (MEM_READONLY_P (x))
1045     return 0;
1046
1047   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1048     {
1049       struct mem_conflict_info mci;
1050
1051       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1052       if ((avail_p
1053            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1054           || (! avail_p
1055               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1056         continue;
1057
1058       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1059          to pure functions are never put on the list, so we need not
1060          worry about them.  */
1061       if (CALL_P (setter))
1062         return 1;
1063
1064       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1065          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1066       mci.mem = x;
1067       mci.conflict = false;
1068       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1069       if (mci.conflict)
1070         return 1;
1071     }
1072   return 0;
1073 }
1074
1075 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1076    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1077
1078 static int
1079 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1080 {
1081   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1082 }
1083
1084 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1085    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1086
1087 static int
1088 oprs_available_p (const_rtx x, const rtx_insn *insn)
1089 {
1090   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1091 }
1092
1093 /* Hash expression X.
1094
1095    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1096    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1097    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1098    the current size of the hash table to be probed.  */
1099
1100 static unsigned int
1101 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1102            int hash_table_size)
1103 {
1104   unsigned int hash;
1105
1106   *do_not_record_p = 0;
1107
1108   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1109   return hash % hash_table_size;
1110 }
1111
1112 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1113
1114 static int
1115 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1116 {
1117   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1118 }
1119
1120 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1121    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1122    basic block.
1123
1124    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1125    It is only used if X is a CONST_INT.
1126
1127    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1128    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1129
1130    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1131    be moved.  */
1132
1133 static void
1134 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx_insn *insn,
1135                       int antic_p,
1136                       int avail_p, int max_distance, struct gcse_hash_table_d *table)
1137 {
1138   int found, do_not_record_p;
1139   unsigned int hash;
1140   struct gcse_expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1141   struct gcse_occr *antic_occr, *avail_occr;
1142
1143   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1144
1145   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1146      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1147      to or can't handle.  */
1148   if (do_not_record_p)
1149     return;
1150
1151   cur_expr = table->table[hash];
1152   found = 0;
1153
1154   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1155     {
1156       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1157          the list.  */
1158       last_expr = cur_expr;
1159       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1160     }
1161
1162   if (! found)
1163     {
1164       cur_expr = GOBNEW (struct gcse_expr);
1165       bytes_used += sizeof (struct gcse_expr);
1166       if (table->table[hash] == NULL)
1167         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1168         table->table[hash] = cur_expr;
1169       else
1170         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1171         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1172
1173       /* Set the fields of the expr element.  */
1174       cur_expr->expr = x;
1175       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1176       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1177       cur_expr->antic_occr = NULL;
1178       cur_expr->avail_occr = NULL;
1179       gcc_assert (max_distance >= 0);
1180       cur_expr->max_distance = max_distance;
1181     }
1182   else
1183     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1184
1185   /* Now record the occurrence(s).  */
1186   if (antic_p)
1187     {
1188       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1189
1190       if (antic_occr
1191           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1192         antic_occr = NULL;
1193
1194       if (antic_occr)
1195         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1196            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1197            block and the block is scanned from start to end.  */
1198         ; /* nothing to do */
1199       else
1200         {
1201           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1202           antic_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1203           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1204           antic_occr->insn = insn;
1205           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1206           antic_occr->deleted_p = 0;
1207           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1208         }
1209     }
1210
1211   if (avail_p)
1212     {
1213       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1214
1215       if (avail_occr
1216           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1217         {
1218           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1219              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1220              the last one in the block and the block is scanned from start
1221              to end.  */
1222           avail_occr->insn = insn;
1223         }
1224       else
1225         {
1226           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1227           avail_occr = GOBNEW (struct gcse_occr);
1228           bytes_used += sizeof (struct gcse_occr);
1229           avail_occr->insn = insn;
1230           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1231           avail_occr->deleted_p = 0;
1232           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1233         }
1234     }
1235 }
1236
1237 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1238
1239 static void
1240 hash_scan_set (rtx set, rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1241 {
1242   rtx src = SET_SRC (set);
1243   rtx dest = SET_DEST (set);
1244   rtx note;
1245
1246   if (GET_CODE (src) == CALL)
1247     hash_scan_call (src, insn, table);
1248
1249   else if (REG_P (dest))
1250     {
1251       unsigned int regno = REGNO (dest);
1252       int max_distance = 0;
1253
1254       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1255
1256          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1257          redundant constants, addresses or other expressions that are
1258          constructed with multiple instructions.
1259
1260          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1261          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1262          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1263          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1264          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1265          do more than one PRE GCSE pass.
1266
1267          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1268          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1269       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1270       if (note != 0
1271           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1272           && !REG_P (src)
1273           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1274         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1275
1276       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1277       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1278           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1279           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1280           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1281              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1282           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1283              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1284              can't do the same thing at the rtl level.  */
1285           && !can_throw_internal (insn)
1286           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1287           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1288           /* Don't CSE a nop.  */
1289           && ! set_noop_p (set)
1290           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1291              At this point this only function parameters should have
1292              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1293              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1294              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1295           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1296         {
1297           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1298              modified before this insn or if this is not the only SET in
1299              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1300              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1301              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1302           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1303                         && !multiple_sets (insn);
1304           /* An expression is not available if its operands are
1305              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1306              available if this is a branch, because we can't insert
1307              a set after the branch.  */
1308           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1309                          && ! JUMP_P (insn));
1310
1311           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1312                                 max_distance, table);
1313         }
1314     }
1315   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1316      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1317      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1318   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1319       {
1320         unsigned int regno = REGNO (src);
1321         int max_distance = 0;
1322
1323         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1324         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1325            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1326            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1327            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1328               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1329            && !can_throw_internal (insn)
1330            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1331            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1332            /* Don't CSE a nop.  */
1333            && ! set_noop_p (set)
1334            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1335               At this point this only function parameters should have
1336               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1337               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1338               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1339            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1340                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1341              {
1342                /* Stores are never anticipatable.  */
1343                int antic_p = 0;
1344                /* An expression is not available if its operands are
1345                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1346                   available if this is a branch, because we can't insert
1347                   a set after the branch.  */
1348                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1349                              && ! JUMP_P (insn);
1350
1351                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1352                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1353                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1354              }
1355       }
1356 }
1357
1358 static void
1359 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1360                    struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1361 {
1362   /* Currently nothing to do.  */
1363 }
1364
1365 static void
1366 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx_insn *insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1367                 struct gcse_hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1368 {
1369   /* Currently nothing to do.  */
1370 }
1371
1372 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1373
1374 static void
1375 hash_scan_insn (rtx_insn *insn, struct gcse_hash_table_d *table)
1376 {
1377   rtx pat = PATTERN (insn);
1378   int i;
1379
1380   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1381      what's been modified.  */
1382
1383   if (GET_CODE (pat) == SET)
1384     hash_scan_set (pat, insn, table);
1385
1386   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1387     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1388
1389   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1390     hash_scan_call (pat, insn, table);
1391
1392   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1393     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1394       {
1395         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1396
1397         if (GET_CODE (x) == SET)
1398           hash_scan_set (x, insn, table);
1399         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1400           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1401         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1402           hash_scan_call (x, insn, table);
1403       }
1404 }
1405
1406 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1407
1408 static void
1409 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct gcse_hash_table_d *table)
1410 {
1411   int i;
1412   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1413   struct gcse_expr **flat_table;
1414   unsigned int *hash_val;
1415   struct gcse_expr *expr;
1416
1417   flat_table = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, table->n_elems);
1418   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1419
1420   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1421     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1422       {
1423         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1424         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1425       }
1426
1427   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1428            name, table->size, table->n_elems);
1429
1430   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1431     if (flat_table[i] != 0)
1432       {
1433         expr = flat_table[i];
1434         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1435                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1436         print_rtl (file, expr->expr);
1437         fprintf (file, "\n");
1438       }
1439
1440   fprintf (file, "\n");
1441
1442   free (flat_table);
1443   free (hash_val);
1444 }
1445
1446 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1447
1448    first_set records the first place in the block where the register
1449    is set and is used to compute "anticipatability".
1450
1451    last_set records the last place in the block where the register
1452    is set and is used to compute "availability".
1453
1454    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1455    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1456
1457 static void
1458 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1459 {
1460   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1461   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1462
1463   info->last_set = luid;
1464   if (info->last_bb != current_bb)
1465     {
1466       info->last_bb = current_bb;
1467       info->first_set = luid;
1468     }
1469 }
1470
1471 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1472    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1473    taken off pairwise.  */
1474
1475 static void
1476 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1477                    void * v_insn)
1478 {
1479   rtx dest_addr, insn;
1480   int bb;
1481   modify_pair pair;
1482
1483   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1484       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1485       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1486     dest = XEXP (dest, 0);
1487
1488   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1489      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1490      elsewhere.  */
1491
1492   if (! MEM_P (dest))
1493     return;
1494
1495   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1496   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1497   insn = (rtx) v_insn;
1498   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1499
1500   pair.dest = dest;
1501   pair.dest_addr = dest_addr;
1502   canon_modify_mem_list[bb].safe_push (pair);
1503 }
1504
1505 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1506    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1507    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1508
1509 static void
1510 record_last_mem_set_info (rtx_insn *insn)
1511 {
1512   int bb;
1513
1514   if (! flag_gcse_lm)
1515     return;
1516
1517   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1518      everything.  */
1519   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1520   modify_mem_list[bb].safe_push (insn);
1521   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1522
1523   if (CALL_P (insn))
1524     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1525   else
1526     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1527 }
1528
1529 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1530    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1531    the SET is taking place.  */
1532
1533 static void
1534 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1535 {
1536   rtx_insn *last_set_insn = (rtx_insn *) data;
1537
1538   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1539     dest = SUBREG_REG (dest);
1540
1541   if (REG_P (dest))
1542     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1543   else if (MEM_P (dest)
1544            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1545            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1546     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1547 }
1548
1549 /* Top level function to create an expression hash table.
1550
1551    Expression entries are placed in the hash table if
1552    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1553    - src is something we want to perform GCSE on,
1554    - none of the operands are subsequently modified in the block
1555
1556    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1557
1558    TABLE is the table computed.  */
1559
1560 static void
1561 compute_hash_table_work (struct gcse_hash_table_d *table)
1562 {
1563   int i;
1564
1565   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1566   clear_modify_mem_tables ();
1567   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1568   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1569
1570   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1571     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1572
1573   FOR_EACH_BB_FN (current_bb, cfun)
1574     {
1575       rtx_insn *insn;
1576       unsigned int regno;
1577
1578       /* First pass over the instructions records information used to
1579          determine when registers and memory are first and last set.  */
1580       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1581         {
1582           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1583             continue;
1584
1585           if (CALL_P (insn))
1586             {
1587               hard_reg_set_iterator hrsi;
1588               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1589                                               0, regno, hrsi)
1590                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1591
1592               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1593                 record_last_mem_set_info (insn);
1594             }
1595
1596           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1597         }
1598
1599       /* The next pass builds the hash table.  */
1600       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1601         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1602           hash_scan_insn (insn, table);
1603     }
1604
1605   free (reg_avail_info);
1606   reg_avail_info = NULL;
1607 }
1608
1609 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1610    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1611
1612 static void
1613 alloc_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1614 {
1615   int n;
1616
1617   n = get_max_insn_count ();
1618
1619   table->size = n / 4;
1620   if (table->size < 11)
1621     table->size = 11;
1622
1623   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1624      Making it an odd number is simplest for now.
1625      ??? Later take some measurements.  */
1626   table->size |= 1;
1627   n = table->size * sizeof (struct gcse_expr *);
1628   table->table = GNEWVAR (struct gcse_expr *, n);
1629 }
1630
1631 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1632
1633 static void
1634 free_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1635 {
1636   free (table->table);
1637 }
1638
1639 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1640
1641 static void
1642 compute_hash_table (struct gcse_hash_table_d *table)
1643 {
1644   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1645   table->n_elems = 0;
1646   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct gcse_expr *));
1647
1648   compute_hash_table_work (table);
1649 }
1650 \f
1651 /* Expression tracking support.  */
1652
1653 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1654 static void
1655 clear_modify_mem_tables (void)
1656 {
1657   unsigned i;
1658   bitmap_iterator bi;
1659
1660   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1661     {
1662       modify_mem_list[i].release ();
1663       canon_modify_mem_list[i].release ();
1664     }
1665   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1666   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1667 }
1668
1669 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1670
1671 static void
1672 free_modify_mem_tables (void)
1673 {
1674   clear_modify_mem_tables ();
1675   free (modify_mem_list);
1676   free (canon_modify_mem_list);
1677   modify_mem_list = 0;
1678   canon_modify_mem_list = 0;
1679 }
1680 \f
1681 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1682    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1683    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1684    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1685
1686 static void
1687 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1688 {
1689   int i, j;
1690   enum rtx_code code;
1691   const char *fmt;
1692
1693   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1694      can't do it when there's no return value.  */
1695  repeat:
1696
1697   if (x == 0)
1698     return;
1699
1700   code = GET_CODE (x);
1701   switch (code)
1702     {
1703     case REG:
1704         {
1705           df_ref def;
1706           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1707                def;
1708                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1709             bitmap_clear_bit (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1710         }
1711
1712       return;
1713
1714     case MEM:
1715       if (! MEM_READONLY_P (x))
1716         {
1717           bitmap_iterator bi;
1718           unsigned bb_index;
1719           rtx x_addr;
1720
1721           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1722           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1723
1724           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1725              do any list walking for them.  */
1726           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1727             {
1728               bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1729             }
1730
1731           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1732              but which do not have any calls.  */
1733           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1734                                           blocks_with_calls,
1735                                           0, bb_index, bi)
1736             {
1737               vec<modify_pair> list
1738                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1739               modify_pair *pair;
1740               unsigned ix;
1741
1742               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, pair)
1743                 {
1744                   rtx dest = pair->dest;
1745                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1746
1747                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1748                                              dest_addr, x, x_addr))
1749                     {
1750                       bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1751                       break;
1752                     }
1753                 }
1754             }
1755         }
1756
1757       x = XEXP (x, 0);
1758       goto repeat;
1759
1760     case PC:
1761     case CC0: /*FIXME*/
1762     case CONST:
1763     CASE_CONST_ANY:
1764     case SYMBOL_REF:
1765     case LABEL_REF:
1766     case ADDR_VEC:
1767     case ADDR_DIFF_VEC:
1768       return;
1769
1770     default:
1771       break;
1772     }
1773
1774   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1775     {
1776       if (fmt[i] == 'e')
1777         {
1778           /* If we are about to do the last recursive call
1779              needed at this level, change it into iteration.
1780              This function is called enough to be worth it.  */
1781           if (i == 0)
1782             {
1783               x = XEXP (x, i);
1784               goto repeat;
1785             }
1786
1787           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1788         }
1789       else if (fmt[i] == 'E')
1790         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1791           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1792     }
1793 }
1794 \f
1795 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1796
1797 /* Local properties of expressions.  */
1798
1799 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1800 static sbitmap *transp;
1801
1802 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1803 static sbitmap *comp;
1804
1805 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1806 static sbitmap *antloc;
1807
1808 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1809    point.  */
1810 static sbitmap *pre_optimal;
1811
1812 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1813 static sbitmap *pre_redundant;
1814
1815 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1816 static sbitmap *pre_insert_map;
1817
1818 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1819 static sbitmap *pre_delete_map;
1820
1821 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1822
1823 static void
1824 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1825 {
1826   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1827   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1828   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1829
1830   pre_optimal = NULL;
1831   pre_redundant = NULL;
1832   pre_insert_map = NULL;
1833   pre_delete_map = NULL;
1834   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1835
1836   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1837 }
1838
1839 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1840
1841 static void
1842 free_pre_mem (void)
1843 {
1844   sbitmap_vector_free (transp);
1845   sbitmap_vector_free (comp);
1846
1847   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1848
1849   if (pre_optimal)
1850     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1851   if (pre_redundant)
1852     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1853   if (pre_insert_map)
1854     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1855   if (pre_delete_map)
1856     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1857
1858   transp = comp = NULL;
1859   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1860 }
1861
1862 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1863    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1864    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1865    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1866    can be clobbered by calls.  */
1867
1868 static void
1869 prune_expressions (bool pre_p)
1870 {
1871   sbitmap prune_exprs;
1872   struct gcse_expr *expr;
1873   unsigned int ui;
1874   basic_block bb;
1875
1876   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1877   bitmap_clear (prune_exprs);
1878   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1879     {
1880       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1881         {
1882           /* Note potentially trapping expressions.  */
1883           if (may_trap_p (expr->expr))
1884             {
1885               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1886               continue;
1887             }
1888
1889           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1890             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1891                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1892                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1893                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1894                constant memory references can be hoisted along abnormal
1895                edges.  */
1896             {
1897               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1898                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1899                 continue;
1900
1901               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1902                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1903                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1904                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1905                 continue;
1906
1907               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1908                  analysis to determine if this mem is actually killed
1909                  by this call.  */
1910
1911               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1912             }
1913         }
1914     }
1915
1916   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
1917     {
1918       edge e;
1919       edge_iterator ei;
1920
1921       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1922          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1923          because we won't be able to properly place the instruction on
1924          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1925          This is fairly conservative.
1926
1927          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1928          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1929          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1930          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1931          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1932          be best to implement this check along the lines of
1933          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1934          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1935          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1936       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1937         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1938             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1939           {
1940             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1941                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1942             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1943                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1944             break;
1945           }
1946     }
1947
1948   sbitmap_free (prune_exprs);
1949 }
1950
1951 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1952    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1953    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1954    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1955    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1956
1957    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1958
1959 static void
1960 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1961 {
1962   sbitmap_iterator sbi;
1963   sbitmap prune_exprs;
1964
1965   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1966      expressions.  */
1967   unsigned int i, j;
1968
1969   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1970      number of times an expression can be removed as a result.  */
1971   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1972   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1973
1974   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1975      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1976      insertion/deletion sets.  */
1977   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1978   bitmap_clear (prune_exprs);
1979
1980   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1981      needs to be inserted.  */
1982   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1983     {
1984       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1985         insertions[j]++;
1986     }
1987
1988   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1989      edges.  */
1990   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
1991     {
1992       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1993         deletions[j]++;
1994     }
1995
1996   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1997      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1998      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1999      PRUNE_EXPRS.  */
2000   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
2001     if (deletions[j]
2002         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
2003       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
2004
2005   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
2006   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
2007     {
2008       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
2009         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
2010
2011       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block_for_fn (cfun); i++)
2012         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
2013     }
2014
2015   sbitmap_free (prune_exprs);
2016   free (insertions);
2017   free (deletions);
2018 }
2019
2020 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
2021
2022 static struct edge_list *
2023 compute_pre_data (void)
2024 {
2025   struct edge_list *edge_list;
2026   basic_block bb;
2027
2028   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2029   prune_expressions (true);
2030   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block_for_fn (cfun));
2031
2032   /* Compute ae_kill for each basic block using:
2033
2034      ~(TRANSP | COMP)
2035   */
2036
2037   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2038     {
2039       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
2040       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
2041     }
2042
2043   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
2044                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
2045   sbitmap_vector_free (antloc);
2046   antloc = NULL;
2047   sbitmap_vector_free (ae_kill);
2048   ae_kill = NULL;
2049
2050   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
2051
2052   return edge_list;
2053 }
2054 \f
2055 /* PRE utilities */
2056
2057 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2058    block BB.
2059
2060    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2061    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2062
2063    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2064    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2065    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2066    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2067    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2068    the closest such expression.  */
2069
2070 static int
2071 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr,
2072                               basic_block bb, char *visited)
2073 {
2074   edge pred;
2075   edge_iterator ei;
2076
2077   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2078     {
2079       basic_block pred_bb = pred->src;
2080
2081       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
2082           /* Has predecessor has already been visited?  */
2083           || visited[pred_bb->index])
2084         ;/* Nothing to do.  */
2085
2086       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2087       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2088         {
2089           /* Is this the occurrence we're looking for?
2090              Note that there's only one generating occurrence per block
2091              so we just need to check the block number.  */
2092           if (occr_bb == pred_bb)
2093             return 1;
2094
2095           visited[pred_bb->index] = 1;
2096         }
2097       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2098       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2099         visited[pred_bb->index] = 1;
2100
2101       /* Neither gen nor kill.  */
2102       else
2103         {
2104           visited[pred_bb->index] = 1;
2105           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2106             return 1;
2107         }
2108     }
2109
2110   /* All paths have been checked.  */
2111   return 0;
2112 }
2113
2114 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2115    memory allocated for that function is returned.  */
2116
2117 static int
2118 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
2119 {
2120   int rval;
2121   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block_for_fn (cfun));
2122
2123   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2124
2125   free (visited);
2126   return rval;
2127 }
2128 \f
2129 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2130
2131 static rtx_insn *
2132 process_insert_insn (struct gcse_expr *expr)
2133 {
2134   rtx reg = expr->reaching_reg;
2135   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2136   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2137   rtx_insn *pat;
2138
2139   start_sequence ();
2140
2141   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2142      just copy it to a register.  */
2143   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2144     emit_move_insn (reg, exp);
2145
2146   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2147      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2148   else
2149     {
2150       rtx_insn *insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2151
2152       if (insn_invalid_p (insn, false))
2153         gcc_unreachable ();
2154     }
2155
2156   pat = get_insns ();
2157   end_sequence ();
2158
2159   return pat;
2160 }
2161
2162 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2163
2164    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2165
2166 static void
2167 insert_insn_end_basic_block (struct gcse_expr *expr, basic_block bb)
2168 {
2169   rtx_insn *insn = BB_END (bb);
2170   rtx_insn *new_insn;
2171   rtx reg = expr->reaching_reg;
2172   int regno = REGNO (reg);
2173   rtx_insn *pat, *pat_end;
2174
2175   pat = process_insert_insn (expr);
2176   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2177
2178   pat_end = pat;
2179   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2180     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2181
2182   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2183      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2184      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2185
2186   if (JUMP_P (insn)
2187       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2188           && (!single_succ_p (bb)
2189               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2190     {
2191 #ifdef HAVE_cc0
2192       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2193          if cc0 isn't set.  */
2194       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2195       if (note)
2196         insn = safe_as_a <rtx_insn *> (XEXP (note, 0));
2197       else
2198         {
2199           rtx_insn *maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2200           if (maybe_cc0_setter
2201               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2202               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2203             insn = maybe_cc0_setter;
2204         }
2205 #endif
2206       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2207       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2208     }
2209
2210   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2211      of exception handling.  */
2212   else if (CALL_P (insn)
2213            && (!single_succ_p (bb)
2214                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2215     {
2216       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2217          in registers, we search backward and place the instructions before
2218          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2219          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2220
2221       /* Since different machines initialize their parameter registers
2222          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2223          parameter registers.  */
2224       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2225
2226       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2227          before the first parameter load.
2228
2229          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2230          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2231          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2232          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2233          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2234       while (LABEL_P (insn)
2235              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2236         insn = NEXT_INSN (insn);
2237
2238       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2239     }
2240   else
2241     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2242
2243   while (1)
2244     {
2245       if (INSN_P (pat))
2246         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2247       if (pat == pat_end)
2248         break;
2249       pat = NEXT_INSN (pat);
2250     }
2251
2252   gcse_create_count++;
2253
2254   if (dump_file)
2255     {
2256       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2257                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2258       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2259                expr->bitmap_index, regno);
2260     }
2261 }
2262
2263 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2264    the expressions fully redundant.  */
2265
2266 static int
2267 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct gcse_expr **index_map)
2268 {
2269   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2270   sbitmap *inserted;
2271
2272   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2273      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2274
2275   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2276   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2277   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2278   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2279
2280   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2281     {
2282       int indx;
2283       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2284
2285       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2286         {
2287           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2288
2289           for (j = indx;
2290                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2291                j++, insert >>= 1)
2292             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2293               {
2294                 struct gcse_expr *expr = index_map[j];
2295                 struct gcse_occr *occr;
2296
2297                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2298                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2299                   {
2300                     if (! occr->deleted_p)
2301                       continue;
2302
2303                     /* Insert this expression on this edge if it would
2304                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2305                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2306                       {
2307                         rtx_insn *insn;
2308                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2309
2310                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2311                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2312                            the previous block. There are several alternatives
2313                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2314                            handling this situation.  This one is easiest for
2315                            now.  */
2316
2317                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2318                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2319                         else
2320                           {
2321                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2322                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2323                           }
2324
2325                         if (dump_file)
2326                           {
2327                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2328                                      bb->index,
2329                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2330                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2331                                      expr->bitmap_index);
2332                           }
2333
2334                         update_ld_motion_stores (expr);
2335                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2336                         did_insert = 1;
2337                         gcse_create_count++;
2338                       }
2339                   }
2340               }
2341         }
2342     }
2343
2344   sbitmap_vector_free (inserted);
2345   return did_insert;
2346 }
2347
2348 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2349    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2350      reaching_reg <- old_reg
2351    it's better to do the following:
2352      reaching_reg <- expr
2353      old_reg      <- reaching_reg
2354    because this way copy propagation can discover additional PRE
2355    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2356    When "expr" is a store, i.e.
2357    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2358      reaching_reg <- old_reg
2359    it's better to add it before as follows:
2360      reaching_reg <- old_reg
2361      MEM          <- reaching_reg.  */
2362
2363 static void
2364 pre_insert_copy_insn (struct gcse_expr *expr, rtx_insn *insn)
2365 {
2366   rtx reg = expr->reaching_reg;
2367   int regno = REGNO (reg);
2368   int indx = expr->bitmap_index;
2369   rtx pat = PATTERN (insn);
2370   rtx set, first_set, new_insn;
2371   rtx old_reg;
2372   int i;
2373
2374   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2375   switch (GET_CODE (pat))
2376     {
2377     case SET:
2378       set = pat;
2379       break;
2380
2381     case PARALLEL:
2382       /* Search through the parallel looking for the set whose
2383          source was the expression that we're interested in.  */
2384       first_set = NULL_RTX;
2385       set = NULL_RTX;
2386       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2387         {
2388           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2389           if (GET_CODE (x) == SET)
2390             {
2391               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2392                  may not find an equivalent expression, but in this
2393                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2394               if (first_set == NULL_RTX)
2395                 first_set = x;
2396               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2397                 {
2398                   set = x;
2399                   break;
2400                 }
2401             }
2402         }
2403
2404       gcc_assert (first_set);
2405       if (set == NULL_RTX)
2406         set = first_set;
2407       break;
2408
2409     default:
2410       gcc_unreachable ();
2411     }
2412
2413   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2414     {
2415       old_reg = SET_DEST (set);
2416       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2417       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2418         {
2419           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2420           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2421         }
2422       else
2423         {
2424           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2425           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2426         }
2427     }
2428   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2429     {
2430       old_reg = SET_SRC (set);
2431       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2432
2433       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2434       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2435         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2436       else
2437         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2438     }
2439
2440   gcse_create_count++;
2441
2442   if (dump_file)
2443     fprintf (dump_file,
2444              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2445               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2446               INSN_UID (insn), regno);
2447 }
2448
2449 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2450    to `reaching_reg'.  */
2451
2452 static void
2453 pre_insert_copies (void)
2454 {
2455   unsigned int i, added_copy;
2456   struct gcse_expr *expr;
2457   struct gcse_occr *occr;
2458   struct gcse_occr *avail;
2459
2460   /* For each available expression in the table, copy the result to
2461      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2462
2463      ??? The current algorithm is rather brute force.
2464      Need to do some profiling.  */
2465
2466   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2467     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2468       {
2469         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2470            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2471            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2472            deleted.  This test also avoids further processing if the
2473            expression wasn't deleted anywhere.  */
2474         if (expr->reaching_reg == NULL)
2475           continue;
2476
2477         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2478         added_copy = 0;
2479
2480         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2481           {
2482             if (! occr->deleted_p)
2483               continue;
2484
2485             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2486               {
2487                 rtx_insn *insn = avail->insn;
2488
2489                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2490                 if (avail->copied_p)
2491                   continue;
2492
2493                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2494                 if (insn->deleted ())
2495                   continue;
2496
2497                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2498                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2499                                                expr,
2500                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2501                   continue;
2502
2503                 added_copy = 1;
2504
2505                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2506                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2507                 avail->copied_p = 1;
2508               }
2509           }
2510
2511           if (added_copy)
2512             update_ld_motion_stores (expr);
2513       }
2514 }
2515
2516 struct set_data
2517 {
2518   rtx_insn *insn;
2519   const_rtx set;
2520   int nsets;
2521 };
2522
2523 /* Increment number of sets and record set in DATA.  */
2524
2525 static void
2526 record_set_data (rtx dest, const_rtx set, void *data)
2527 {
2528   struct set_data *s = (struct set_data *)data;
2529
2530   if (GET_CODE (set) == SET)
2531     {
2532       /* We allow insns having multiple sets, where all but one are
2533          dead as single set insns.  In the common case only a single
2534          set is present, so we want to avoid checking for REG_UNUSED
2535          notes unless necessary.  */
2536       if (s->nsets == 1
2537           && find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, SET_DEST (s->set))
2538           && !side_effects_p (s->set))
2539         s->nsets = 0;
2540
2541       if (!s->nsets)
2542         {
2543           /* Record this set.  */
2544           s->nsets += 1;
2545           s->set = set;
2546         }
2547       else if (!find_reg_note (s->insn, REG_UNUSED, dest)
2548                || side_effects_p (set))
2549         s->nsets += 1;
2550     }
2551 }
2552
2553 static const_rtx
2554 single_set_gcse (rtx_insn *insn)
2555 {
2556   struct set_data s;
2557   rtx pattern;
2558   
2559   gcc_assert (INSN_P (insn));
2560
2561   /* Optimize common case.  */
2562   pattern = PATTERN (insn);
2563   if (GET_CODE (pattern) == SET)
2564     return pattern;
2565
2566   s.insn = insn;
2567   s.nsets = 0;
2568   note_stores (pattern, record_set_data, &s);
2569
2570   /* Considered invariant insns have exactly one set.  */
2571   gcc_assert (s.nsets == 1);
2572   return s.set;
2573 }
2574
2575 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2576    in INSN.  */
2577
2578 static rtx
2579 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx_insn *insn)
2580 {
2581   rtx_insn *new_rtx;
2582   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
2583   rtx set2;
2584   rtx note;
2585   rtx eqv = NULL_RTX;
2586
2587   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2588      we've verified to be valid.  */
2589
2590   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2591
2592   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2593      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2594      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2595   set2 = single_set (new_rtx);
2596   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2597     return new_rtx;
2598   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2599     eqv = XEXP (note, 0);
2600   else if (! REG_P (dest)
2601            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2602     eqv = SET_SRC (set);
2603
2604   if (eqv != NULL_RTX)
2605     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2606
2607   return new_rtx;
2608 }
2609
2610 /* Delete redundant computations.
2611    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2612    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2613    to propagate the copy or eliminate it.
2614
2615    Return nonzero if a change is made.  */
2616
2617 static int
2618 pre_delete (void)
2619 {
2620   unsigned int i;
2621   int changed;
2622   struct gcse_expr *expr;
2623   struct gcse_occr *occr;
2624
2625   changed = 0;
2626   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2627     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2628       {
2629         int indx = expr->bitmap_index;
2630
2631         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2632         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2633           {
2634             rtx_insn *insn = occr->insn;
2635             rtx set;
2636             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2637
2638             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2639             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2640                 && (set = single_set (insn)) != 0
2641                 && dbg_cnt (pre_insn))
2642               {
2643                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2644                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2645                    the mode of the original destination pseudo.  */
2646                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2647                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2648
2649                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2650                 delete_insn (insn);
2651                 occr->deleted_p = 1;
2652                 changed = 1;
2653                 gcse_subst_count++;
2654
2655                 if (dump_file)
2656                   {
2657                     fprintf (dump_file,
2658                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2659                                INSN_UID (insn), indx);
2660                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2661                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2662                   }
2663               }
2664           }
2665       }
2666
2667   return changed;
2668 }
2669
2670 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2671    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2672    has been done.
2673
2674    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2675    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2676    Compiler Design and Implementation.
2677
2678    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2679    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2680    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2681    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2682    through the block.
2683
2684    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2685    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2686    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2687    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2688    redundancies.  */
2689
2690 static int
2691 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2692 {
2693   unsigned int i;
2694   int did_insert, changed;
2695   struct gcse_expr **index_map;
2696   struct gcse_expr *expr;
2697
2698   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2699      hash table entry.  */
2700
2701   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
2702   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2703     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2704       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2705
2706   /* Delete the redundant insns first so that
2707      - we know what register to use for the new insns and for the other
2708        ones with reaching expressions
2709      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2710
2711   changed = pre_delete ();
2712   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2713
2714   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2715      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2716   pre_insert_copies ();
2717   if (did_insert)
2718     {
2719       commit_edge_insertions ();
2720       changed = 1;
2721     }
2722
2723   free (index_map);
2724   return changed;
2725 }
2726
2727 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2728
2729    Return nonzero if a change was made.  */
2730
2731 static int
2732 one_pre_gcse_pass (void)
2733 {
2734   int changed = 0;
2735
2736   gcse_subst_count = 0;
2737   gcse_create_count = 0;
2738
2739   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2740   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2741       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2742     return 0;
2743
2744   /* We need alias.  */
2745   init_alias_analysis ();
2746
2747   bytes_used = 0;
2748   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2749   alloc_gcse_mem ();
2750
2751   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2752   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2753   if (flag_gcse_lm)
2754     compute_ld_motion_mems ();
2755
2756   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2757   if (flag_gcse_lm)
2758     trim_ld_motion_mems ();
2759   if (dump_file)
2760     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2761
2762   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2763     {
2764       struct edge_list *edge_list;
2765       alloc_pre_mem (last_basic_block_for_fn (cfun), expr_hash_table.n_elems);
2766       edge_list = compute_pre_data ();
2767       changed |= pre_gcse (edge_list);
2768       free_edge_list (edge_list);
2769       free_pre_mem ();
2770     }
2771
2772   if (flag_gcse_lm)
2773     free_ld_motion_mems ();
2774   remove_fake_exit_edges ();
2775   free_hash_table (&expr_hash_table);
2776
2777   free_gcse_mem ();
2778   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2779
2780   /* We are finished with alias.  */
2781   end_alias_analysis ();
2782
2783   if (dump_file)
2784     {
2785       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2786                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2787                bytes_used);
2788       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2789                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2790     }
2791
2792   return changed;
2793 }
2794 \f
2795 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2796    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2797    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2798    that note, because the following loop optimization pass requires
2799    them.  */
2800
2801 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2802    then we would not need to do this here, because jump would add the
2803    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2804
2805 static void
2806 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2807 {
2808   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2809   int i, j;
2810   const char *fmt;
2811
2812   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2813     {
2814       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2815          avoid flow generating (slightly) worse code.
2816
2817          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2818          mark_jump_label for additional information).  */
2819
2820       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2821          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2822          notes.  */
2823       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2824       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, LABEL_REF_LABEL (x));
2825
2826       if (LABEL_P (LABEL_REF_LABEL (x)))
2827         LABEL_NUSES (LABEL_REF_LABEL (x))++;
2828
2829       return;
2830     }
2831
2832   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2833     {
2834       if (fmt[i] == 'e')
2835         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2836       else if (fmt[i] == 'E')
2837         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2838           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2839     }
2840 }
2841
2842 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2843
2844 /* Very busy expressions.  */
2845 static sbitmap *hoist_vbein;
2846 static sbitmap *hoist_vbeout;
2847
2848 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2849    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2850    more effective than the tail merging code in jump.c.
2851
2852    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2853    code hoisting.  It would be nice.  */
2854
2855 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2856
2857 static void
2858 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2859 {
2860   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2861   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2862   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2863
2864   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2865   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2866 }
2867
2868 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2869
2870 static void
2871 free_code_hoist_mem (void)
2872 {
2873   sbitmap_vector_free (antloc);
2874   sbitmap_vector_free (transp);
2875   sbitmap_vector_free (comp);
2876
2877   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2878   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2879
2880   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2881 }
2882
2883 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2884
2885    An expression is very busy if all paths from a given point
2886    compute the expression.  */
2887
2888 static void
2889 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2890 {
2891   int changed, passes;
2892   basic_block bb;
2893
2894   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block_for_fn (cfun));
2895   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block_for_fn (cfun));
2896
2897   passes = 0;
2898   changed = 1;
2899
2900   while (changed)
2901     {
2902       changed = 0;
2903
2904       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2905          the convergence.  */
2906       FOR_EACH_BB_REVERSE_FN (bb, cfun)
2907         {
2908           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2909             {
2910               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2911                                             hoist_vbein, bb);
2912
2913               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2914                  in BB and available at its end.  */
2915               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2916                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2917             }
2918
2919           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2920                                               antloc[bb->index],
2921                                               hoist_vbeout[bb->index],
2922                                               transp[bb->index]);
2923         }
2924
2925       passes++;
2926     }
2927
2928   if (dump_file)
2929     {
2930       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2931
2932       FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
2933         {
2934           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2935           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2936           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2937           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2938         }
2939     }
2940 }
2941
2942 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2943
2944 static void
2945 compute_code_hoist_data (void)
2946 {
2947   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2948   prune_expressions (false);
2949   compute_code_hoist_vbeinout ();
2950   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2951   if (dump_file)
2952     fprintf (dump_file, "\n");
2953 }
2954
2955 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2956    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2957    maintain live_in information if live range of register referred
2958    in FROM is shrunk.
2959    
2960    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2961    the number by which register pressure is decreased.
2962    
2963    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2964
2965 static int
2966 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx_insn *from)
2967 {
2968   rtx dreg;
2969   rtx_insn *insn;
2970   basic_block succ_bb;
2971   df_ref use, op_ref;
2972   edge succ;
2973   edge_iterator ei;
2974   int decreased_pressure = 0;
2975   int nregs;
2976   enum reg_class pressure_class;
2977
2978   FOR_EACH_INSN_USE (use, from)
2979     {
2980       dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
2981       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2982          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2983          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2984       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2985         {
2986           succ_bb = succ->dest;
2987           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2988             continue;
2989
2990           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2991             break;
2992         }
2993       if (succ != NULL)
2994         continue;
2995
2996       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2997       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2998         {
2999           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
3000             continue;
3001
3002           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
3003           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
3004               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
3005             break;
3006         }
3007
3008       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
3009       /* Decrease register pressure and update live_in information for
3010          this block.  */
3011       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
3012         {
3013           decreased_pressure += nregs;
3014           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3015           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
3016         }
3017     }
3018   return decreased_pressure;
3019 }
3020
3021 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
3022    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
3023    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
3024
3025    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
3026    hoisted up in flow graph.
3027
3028    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
3029    for each basic block.
3030
3031    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
3032    for storing EXPR.
3033
3034    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
3035    EXPR is hoisted.
3036
3037    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
3038
3039    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
3040    to me that the expression must either be computed or transparent in
3041    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
3042    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
3043    the expression wasn't a loop invariant.
3044
3045    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
3046    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
3047    paths.  */
3048
3049 static int
3050 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct gcse_expr *expr,
3051                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
3052                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
3053                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx_insn *from)
3054 {
3055   unsigned int i;
3056   edge pred;
3057   edge_iterator ei;
3058   sbitmap_iterator sbi;
3059   int visited_allocated_locally = 0;
3060   int decreased_pressure = 0;
3061
3062   if (flag_ira_hoist_pressure)
3063     {
3064       /* Record old information of basic block BB when it is visited
3065          at the first time.  */
3066       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
3067         {
3068           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
3069           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
3070           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
3071         }
3072       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
3073     }
3074   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
3075      is exhausted.  */
3076   if (distance > 0)
3077     {
3078       if (flag_ira_hoist_pressure)
3079         {
3080           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
3081           if (decreased_pressure > *nregs)
3082             distance += bb_size[bb->index];
3083           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
3084              of following conditions is satisfied:
3085
3086              1. The basic block has low register pressure.
3087              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
3088
3089              Constant expressions is handled conservatively, because
3090              hoisting constant expression aggressively results in worse
3091              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
3092              on ARM target, while it has no obvious effect on other
3093              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
3094           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
3095                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3096                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
3097                        && decreased_pressure < *nregs))
3098             distance -= bb_size[bb->index];
3099         }
3100       else
3101         distance -= bb_size[bb->index];
3102
3103       if (distance <= 0)
3104         return 0;
3105     }
3106   else
3107     gcc_assert (distance == 0);
3108
3109   if (visited == NULL)
3110     {
3111       visited_allocated_locally = 1;
3112       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block_for_fn (cfun));
3113       bitmap_clear (visited);
3114     }
3115
3116   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3117     {
3118       basic_block pred_bb = pred->src;
3119
3120       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
3121         break;
3122       else if (pred_bb == expr_bb)
3123         continue;
3124       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
3125         continue;
3126       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3127         break;
3128       /* Not killed.  */
3129       else
3130         {
3131           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
3132           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
3133                                           visited, distance, bb_size,
3134                                           pressure_class, nregs,
3135                                           hoisted_bbs, from))
3136             break;
3137         }
3138     }
3139   if (visited_allocated_locally)
3140     {
3141       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3142          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3143       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3144         {
3145           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3146           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3147           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3148             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3149         }
3150       sbitmap_free (visited);
3151     }
3152
3153   return (pred == NULL);
3154 }
3155 \f
3156 /* Find occurrence in BB.  */
3157
3158 static struct gcse_occr *
3159 find_occr_in_bb (struct gcse_occr *occr, basic_block bb)
3160 {
3161   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3162   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3163     occr = occr->next;
3164
3165   return occr;
3166 }
3167
3168 /* Actually perform code hoisting.
3169
3170    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3171    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3172    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3173
3174           b1      ------
3175           /\         |
3176          /  \        |
3177         bx   by   distance
3178        /      \      |
3179       /        \     |
3180      b2        b3 ------
3181
3182    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3183    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3184    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3185    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3186    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3187    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3188    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3189    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3190    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3191
3192    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3193    hoist based on upper method.  The rationale is:
3194      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3195         facility.
3196      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3197         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3198         register pressure will be increased because of extended live
3199         range of output.  However, register pressure will be decreased
3200         if the live ranges of inputs are shrunk.
3201      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3202         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3203         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3204      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3205         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3206         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3207         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3208         pressure.
3209      5. Update register pressure information for basic blocks through
3210         which expression is hoisted.  */
3211
3212 static int
3213 hoist_code (void)
3214 {
3215   basic_block bb, dominated;
3216   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3217   unsigned int dom_tree_walk_index;
3218   vec<basic_block> domby;
3219   unsigned int i, j, k;
3220   struct gcse_expr **index_map;
3221   struct gcse_expr *expr;
3222   int *to_bb_head;
3223   int *bb_size;
3224   int changed = 0;
3225   struct bb_data *data;
3226   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3227   bitmap from_bbs;
3228   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3229   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3230   bitmap_iterator bi;
3231
3232   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3233      hash table entry.  */
3234
3235   index_map = XCNEWVEC (struct gcse_expr *, expr_hash_table.n_elems);
3236   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3237     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3238       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3239
3240   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3241      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3242      data to restrict distance an expression can travel.  */
3243
3244   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3245   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block_for_fn (cfun));
3246
3247   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3248     {
3249       rtx_insn *insn;
3250       int to_head;
3251
3252       to_head = 0;
3253       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3254         {
3255           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3256              decision choices.  */
3257           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3258             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3259         }
3260
3261       bb_size[bb->index] = to_head;
3262     }
3263
3264   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3265               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3266                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3267
3268   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3269   if (flag_ira_hoist_pressure)
3270     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3271
3272   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3273                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3274
3275   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3276      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3277   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3278     {
3279       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3280
3281       if (domby.length () == 0)
3282         continue;
3283
3284       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3285          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3286       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3287         {
3288           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3289             {
3290               int nregs = 0;
3291               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3292               /* Current expression.  */
3293               struct gcse_expr *expr = index_map[i];
3294               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3295               int hoistable = 0;
3296               /* Occurrences reachable from BB.  */
3297               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3298               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3299                  note when we've inserted it.  */
3300               int insn_inserted_p;
3301               occr_t occr;
3302
3303               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3304                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3305               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3306                 {
3307                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3308
3309                   if (occr)
3310                     {
3311                       /* An occurrence might've been already deleted
3312                          while processing a dominator of BB.  */
3313                       if (!occr->deleted_p)
3314                         {
3315                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3316                           hoistable++;
3317                         }
3318                     }
3319                   else
3320                     hoistable++;
3321                 }
3322
3323               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3324                  we look at every block BB dominates to see if it
3325                  computes the expression.  */
3326               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3327                 {
3328                   int max_distance;
3329
3330                   /* Ignore self dominance.  */
3331                   if (bb == dominated)
3332                     continue;
3333                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3334                      the busy expression and whether or not moving that
3335                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3336                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3337                     continue;
3338
3339                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3340                   gcc_assert (occr);
3341
3342                   /* An occurrence might've been already deleted
3343                      while processing a dominator of BB.  */
3344                   if (occr->deleted_p)
3345                     continue;
3346                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3347
3348                   max_distance = expr->max_distance;
3349                   if (max_distance > 0)
3350                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3351                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3352                        only part of it.  */
3353                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3354                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3355
3356                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3357                                                                  &nregs);
3358
3359                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3360                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3361
3362                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3363                      from a dominated block into BB.  */
3364                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3365                                                 max_distance, bb_size,
3366                                                 pressure_class, &nregs,
3367                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3368                     {
3369                       hoistable++;
3370                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3371                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3372                     }
3373                 }
3374
3375               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3376                  expression, then note it in the vector of expressions to
3377                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3378                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3379                  allocation.  One could increase this value to try harder
3380                  to avoid any possible code expansion due to register
3381                  allocation issues; however experiments have shown that
3382                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3383                  from two successors, so raising this threshold is likely
3384                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3385               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3386                 {
3387                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3388                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3389                      time looking for LCA in this case.  */
3390                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3391                     {
3392                       basic_block lca;
3393
3394                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3395                                                               from_bbs);
3396                       if (lca != bb)
3397                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3398                            LCA.  */
3399                         occrs_to_hoist.release ();
3400                     }
3401                 }
3402               else
3403                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3404                 occrs_to_hoist.release ();
3405
3406               if (flag_ira_hoist_pressure
3407                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3408                 {
3409                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3410                      expr is hoisted because of extended live range of
3411                      output.  */
3412                   data = BB_DATA (bb);
3413                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3414                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3415                     {
3416                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3417                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3418                     }
3419                 }
3420               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3421                 {
3422                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3423                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3424                      hoisted.  */
3425                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3426                     {
3427                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, k));
3428                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3429                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3430                           = data->old_pressure;
3431                     }
3432                 }
3433
3434               if (flag_ira_hoist_pressure)
3435                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3436
3437               insn_inserted_p = 0;
3438
3439               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3440                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3441               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3442                 {
3443                   rtx_insn *insn;
3444                   const_rtx set;
3445
3446                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3447
3448                   insn = occr->insn;
3449                   set = single_set_gcse (insn);
3450
3451                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3452                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3453                      from the mode of the original destination pseudo.
3454
3455                      It is important to use new pseudos whenever we
3456                      emit a set.  This will allow reload to use
3457                      rematerialization for such registers.  */
3458                   if (!insn_inserted_p)
3459                     expr->reaching_reg
3460                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3461
3462                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3463                                         insn);
3464                   delete_insn (insn);
3465                   occr->deleted_p = 1;
3466                   changed = 1;
3467                   gcse_subst_count++;
3468
3469                   if (!insn_inserted_p)
3470                     {
3471                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3472                       insn_inserted_p = 1;
3473                     }
3474                 }
3475
3476               occrs_to_hoist.release ();
3477               bitmap_clear (from_bbs);
3478             }
3479         }
3480       domby.release ();
3481     }
3482
3483   dom_tree_walk.release ();
3484   BITMAP_FREE (from_bbs);
3485   if (flag_ira_hoist_pressure)
3486     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3487
3488   free (bb_size);
3489   free (to_bb_head);
3490   free (index_map);
3491
3492   return changed;
3493 }
3494
3495 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3496    *NREGS) of register REGNO.  */
3497 static enum reg_class
3498 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3499 {
3500   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3501     {
3502       enum reg_class pressure_class;
3503
3504       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3505       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3506       *nregs
3507         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3508       return pressure_class;
3509     }
3510   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3511            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3512     {
3513       *nregs = 1;
3514       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3515     }
3516   else
3517     {
3518       *nregs = 0;
3519       return NO_REGS;
3520     }
3521 }
3522
3523 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3524    for destination of INSN. */
3525 static enum reg_class
3526 get_pressure_class_and_nregs (rtx_insn *insn, int *nregs)
3527 {
3528   rtx reg;
3529   enum reg_class pressure_class;
3530   const_rtx set = single_set_gcse (insn);
3531
3532   reg = SET_DEST (set);
3533   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3534     reg = SUBREG_REG (reg);
3535   if (MEM_P (reg))
3536     {
3537       *nregs = 0;
3538       pressure_class = NO_REGS;
3539     }
3540   else
3541     {
3542       gcc_assert (REG_P (reg));
3543       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3544       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3545       *nregs
3546         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3547     }
3548   return pressure_class;
3549 }
3550
3551 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3552    register REGNO.  */
3553 static void
3554 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3555 {
3556   int nregs;
3557   enum reg_class pressure_class;
3558
3559   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3560   if (! incr_p)
3561     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3562   else
3563     {
3564       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3565       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3566           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3567         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3568           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3569     }
3570 }
3571
3572 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3573    from last to first.  */
3574 static void
3575 calculate_bb_reg_pressure (void)
3576 {
3577   int i;
3578   unsigned int j;
3579   rtx_insn *insn;
3580   basic_block bb;
3581   bitmap curr_regs_live;
3582   bitmap_iterator bi;
3583
3584
3585   ira_setup_eliminable_regset ();
3586   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3587   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3588     {
3589       curr_bb = bb;
3590       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3591       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3592       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3593       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3594       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3595         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3596       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3597         change_pressure (j, true);
3598
3599       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3600         {
3601           rtx dreg;
3602           int regno;
3603           df_ref def, use;
3604
3605           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3606             continue;
3607
3608           FOR_EACH_INSN_DEF (def, insn)
3609             {
3610               dreg = DF_REF_REAL_REG (def);
3611               gcc_assert (REG_P (dreg));
3612               regno = REGNO (dreg);
3613               if (!(DF_REF_FLAGS (def)
3614                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3615                 {
3616                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3617                     change_pressure (regno, false);
3618                 }
3619             }
3620
3621           FOR_EACH_INSN_USE (use, insn)
3622             {
3623               dreg = DF_REF_REAL_REG (use);
3624               gcc_assert (REG_P (dreg));
3625               regno = REGNO (dreg);
3626               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3627                 change_pressure (regno, true);
3628             }
3629         }
3630     }
3631   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3632
3633   if (dump_file == NULL)
3634     return;
3635
3636   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3637   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3638     {
3639       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3640       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3641         {
3642           enum reg_class pressure_class;
3643
3644           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3645           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3646             continue;
3647
3648           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3649                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3650         }
3651     }
3652   fprintf (dump_file, "\n");
3653 }
3654
3655 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3656
3657    Return nonzero if a change was made.  */
3658
3659 static int
3660 one_code_hoisting_pass (void)
3661 {
3662   int changed = 0;
3663
3664   gcse_subst_count = 0;
3665   gcse_create_count = 0;
3666
3667   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3668   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3669       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3670     return 0;
3671
3672   doing_code_hoisting_p = true;
3673
3674   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3675   if (flag_ira_hoist_pressure)
3676     {
3677       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3678       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3679       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3680       calculate_bb_reg_pressure ();
3681       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3682     }
3683
3684   /* We need alias.  */
3685   init_alias_analysis ();
3686
3687   bytes_used = 0;
3688   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3689   alloc_gcse_mem ();
3690
3691   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3692   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3693   if (dump_file)
3694     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3695
3696   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3697     {
3698       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block_for_fn (cfun),
3699                             expr_hash_table.n_elems);
3700       compute_code_hoist_data ();
3701       changed = hoist_code ();
3702       free_code_hoist_mem ();
3703     }
3704
3705   if (flag_ira_hoist_pressure)
3706     {
3707       free_aux_for_blocks ();
3708       free_reg_info ();
3709     }
3710   free_hash_table (&expr_hash_table);
3711   free_gcse_mem ();
3712   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3713
3714   /* We are finished with alias.  */
3715   end_alias_analysis ();
3716
3717   if (dump_file)
3718     {
3719       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3720                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3721                bytes_used);
3722       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3723                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3724     }
3725
3726   doing_code_hoisting_p = false;
3727
3728   return changed;
3729 }
3730 \f
3731 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3732     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3733     move a load when it is killed only by a store to itself.
3734
3735             int i;
3736             float a[10];
3737
3738             void foo(float scale)
3739             {
3740               for (i=0; i<10; i++)
3741                 a[i] *= scale;
3742             }
3743
3744     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3745     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3746     of the loop.
3747
3748       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3749     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3750     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3751
3752       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3753     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3754     in the loop.  */
3755
3756 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3757    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3758
3759 static struct ls_expr *
3760 ldst_entry (rtx x)
3761 {
3762   int do_not_record_p = 0;
3763   struct ls_expr * ptr;
3764   unsigned int hash;
3765   ls_expr **slot;
3766   struct ls_expr e;
3767
3768   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3769                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3770
3771   e.pattern = x;
3772   slot = pre_ldst_table->find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3773   if (*slot)
3774     return *slot;
3775
3776   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3777
3778   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3779   ptr->expr         = NULL;
3780   ptr->pattern      = x;
3781   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3782   ptr->loads        = NULL;
3783   ptr->stores       = NULL;
3784   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3785   ptr->invalid      = 0;
3786   ptr->index        = 0;
3787   ptr->hash_index   = hash;
3788   pre_ldst_mems     = ptr;
3789   *slot = ptr;
3790
3791   return ptr;
3792 }
3793
3794 /* Free up an individual ldst entry.  */
3795
3796 static void
3797 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3798 {
3799   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3800   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3801
3802   free (ptr);
3803 }
3804
3805 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3806
3807 static void
3808 free_ld_motion_mems (void)
3809 {
3810   delete pre_ldst_table;
3811   pre_ldst_table = NULL;
3812
3813   while (pre_ldst_mems)
3814     {
3815       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3816
3817       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3818
3819       free_ldst_entry (tmp);
3820     }
3821
3822   pre_ldst_mems = NULL;
3823 }
3824
3825 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3826
3827 static void
3828 print_ldst_list (FILE * file)
3829 {
3830   struct ls_expr * ptr;
3831
3832   fprintf (file, "LDST list: \n");
3833
3834   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3835     {
3836       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3837
3838       print_rtl (file, ptr->pattern);
3839
3840       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3841
3842       if (ptr->loads)
3843         print_rtl (file, ptr->loads);
3844       else
3845         fprintf (file, "(nil)");
3846
3847       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3848
3849       if (ptr->stores)
3850         print_rtl (file, ptr->stores);
3851       else
3852         fprintf (file, "(nil)");
3853
3854       fprintf (file, "\n\n");
3855     }
3856
3857   fprintf (file, "\n");
3858 }
3859
3860 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3861
3862 static struct ls_expr *
3863 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3864 {
3865   struct ls_expr e;
3866   ls_expr **slot;
3867   if (!pre_ldst_table)
3868     return NULL;
3869   e.pattern = x;
3870   slot = pre_ldst_table->find_slot (&e, NO_INSERT);
3871   if (!slot || (*slot)->invalid)
3872     return NULL;
3873   return *slot;
3874 }
3875 \f
3876 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3877
3878 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3879    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3880    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3881
3882 static int
3883 simple_mem (const_rtx x)
3884 {
3885   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3886     return 0;
3887
3888   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3889     return 0;
3890
3891   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3892      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3893      continue.  */
3894   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3895     return 0;
3896
3897   if (side_effects_p (x))
3898     return 0;
3899
3900   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3901   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3902     return 0;
3903
3904   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3905     return 0;
3906
3907   return 1;
3908 }
3909
3910 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3911    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3912    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3913    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3914    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3915    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3916    fix it up.  */
3917
3918 static void
3919 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3920 {
3921   const char * fmt;
3922   int i, j;
3923   struct ls_expr * ptr;
3924
3925   /* Invalidate it in the list.  */
3926   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3927     {
3928       ptr = ldst_entry (x);
3929       ptr->invalid = 1;
3930     }
3931
3932   /* Recursively process the insn.  */
3933   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3934
3935   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3936     {
3937       if (fmt[i] == 'e')
3938         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3939       else if (fmt[i] == 'E')
3940         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3941           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3942     }
3943 }
3944
3945 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3946    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3947    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3948    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3949    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3950    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3951    later.  */
3952
3953 static void
3954 compute_ld_motion_mems (void)
3955 {
3956   struct ls_expr * ptr;
3957   basic_block bb;
3958   rtx_insn *insn;
3959
3960   pre_ldst_mems = NULL;
3961   pre_ldst_table = new hash_table<pre_ldst_expr_hasher> (13);
3962
3963   FOR_EACH_BB_FN (bb, cfun)
3964     {
3965       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3966         {
3967           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3968             {
3969               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3970                 {
3971                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3972                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3973                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3974                   rtx src_eq;
3975
3976                   /* Check for a simple LOAD...  */
3977                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3978                     {
3979                       ptr = ldst_entry (src);
3980                       if (REG_P (dest))
3981                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3982                       else
3983                         ptr->invalid = 1;
3984                     }
3985                   else
3986                     {
3987                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3988                       invalidate_any_buried_refs (src);
3989                     }
3990
3991                   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
3992                     src_eq = XEXP (note, 0);
3993                   else
3994                     src_eq = NULL_RTX;
3995
3996                   if (src_eq != NULL_RTX
3997                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3998                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3999
4000                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
4001                      will block any movement we might do later. We only care
4002                      about this exact pattern since those are the only
4003                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
4004                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
4005                     {
4006                       ptr = ldst_entry (dest);
4007
4008                       if (! MEM_P (src)
4009                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
4010                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
4011                              returns 0 for all REGs.  */
4012                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
4013                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
4014                       else
4015                         ptr->invalid = 1;
4016                     }
4017                 }
4018               else
4019                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
4020             }
4021         }
4022     }
4023 }
4024
4025 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
4026    expression list for pre gcse.  */
4027
4028 static void
4029 trim_ld_motion_mems (void)
4030 {
4031   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
4032   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
4033
4034   while (ptr != NULL)
4035     {
4036       struct gcse_expr * expr;
4037
4038       /* Delete if entry has been made invalid.  */
4039       if (! ptr->invalid)
4040         {
4041           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
4042           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
4043
4044           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
4045                expr != NULL;
4046                expr = expr->next_same_hash)
4047             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
4048               break;
4049         }
4050       else
4051         expr = (struct gcse_expr *) 0;
4052
4053       if (expr)
4054         {
4055           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
4056           ptr->expr = expr;
4057           last = & ptr->next;
4058           ptr = ptr->next;
4059         }
4060       else
4061         {
4062           *last = ptr->next;
4063           pre_ldst_table->remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
4064           free_ldst_entry (ptr);
4065           ptr = * last;
4066         }
4067     }
4068
4069   /* Show the world what we've found.  */
4070   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
4071     print_ldst_list (dump_file);
4072 }
4073
4074 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4075    a reaching register, and update any stores that are needed if
4076    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4077    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4078    the reaching register into the store location. These keeps the
4079    correct value in the reaching register for the loads.  */
4080
4081 static void
4082 update_ld_motion_stores (struct gcse_expr * expr)
4083 {
4084   struct ls_expr * mem_ptr;
4085
4086   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4087     {
4088       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4089          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4090          dead and should be eliminated later.  */
4091
4092       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4093          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4094          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4095          (set reg expr) in that insn.  */
4096       rtx list = mem_ptr->stores;
4097
4098       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4099         {
4100           rtx_insn *insn = as_a <rtx_insn *> (XEXP (list, 0));
4101           rtx pat = PATTERN (insn);
4102           rtx src = SET_SRC (pat);
4103           rtx reg = expr->reaching_reg;
4104           rtx copy;
4105
4106           /* If we've already copied it, continue.  */
4107           if (expr->reaching_reg == src)
4108             continue;
4109
4110           if (dump_file)
4111             {
4112               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4113               print_rtl (dump_file, reg);
4114               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4115               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4116               fprintf (dump_file, "\n");
4117             }
4118
4119           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4120           emit_insn_before (copy, insn);
4121           SET_SRC (pat) = reg;
4122           df_insn_rescan (insn);
4123
4124           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4125           INSN_CODE (insn) = -1;
4126           gcse_create_count++;
4127         }
4128     }
4129 }
4130 \f
4131 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4132    optimization about to be performed.  */
4133
4134 static bool
4135 is_too_expensive (const char *pass)
4136 {
4137   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4138      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4139      particularly useful.
4140
4141      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4142      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4143      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4144      threshold the number of blocks, uses something with a more
4145      graceful degradation.  */
4146   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
4147     {
4148       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4149                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4150                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
4151                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
4152
4153       return true;
4154     }
4155
4156   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4157      storage it's better just to disable the optimization.  */
4158   if ((n_basic_blocks_for_fn (cfun)
4159        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4160        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4161     {
4162       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4163                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4164                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num ());
4165
4166       return true;
4167     }
4168
4169   return false;
4170 }
4171 \f
4172 static unsigned int
4173 execute_rtl_pre (void)
4174 {
4175   int changed;
4176   delete_unreachable_blocks ();
4177   df_analyze ();
4178   changed = one_pre_gcse_pass ();
4179   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4180   if (changed)
4181     cleanup_cfg (0);
4182   return 0;
4183 }
4184
4185 static unsigned int
4186 execute_rtl_hoist (void)
4187 {
4188   int changed;
4189   delete_unreachable_blocks ();
4190   df_analyze ();
4191   changed = one_code_hoisting_pass ();
4192   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4193   if (changed)
4194     cleanup_cfg (0);
4195   return 0;
4196 }
4197
4198 namespace {
4199
4200 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4201 {
4202   RTL_PASS, /* type */
4203   "rtl pre", /* name */
4204   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4205   TV_PRE, /* tv_id */
4206   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4207   0, /* properties_provided */
4208   0, /* properties_destroyed */
4209   0, /* todo_flags_start */
4210   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4211 };
4212
4213 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4214 {
4215 public:
4216   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4217     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4218   {}
4219
4220   /* opt_pass methods: */
4221   virtual bool gate (function *);
4222   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_pre (); }
4223
4224 }; // class pass_rtl_pre
4225
4226 /* We do not construct an accurate cfg in functions which call
4227    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4228    setjmp.
4229    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4230
4231 bool
4232 pass_rtl_pre::gate (function *fun)
4233 {
4234   return optimize > 0 && flag_gcse
4235     && !fun->calls_setjmp
4236     && optimize_function_for_speed_p (fun)
4237     && dbg_cnt (pre);
4238 }
4239
4240 } // anon namespace
4241
4242 rtl_opt_pass *
4243 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4244 {
4245   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4246 }
4247
4248 namespace {
4249
4250 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4251 {
4252   RTL_PASS, /* type */
4253   "hoist", /* name */
4254   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4255   TV_HOIST, /* tv_id */
4256   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4257   0, /* properties_provided */
4258   0, /* properties_destroyed */
4259   0, /* todo_flags_start */
4260   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
4261 };
4262
4263 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4264 {
4265 public:
4266   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4267     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4268   {}
4269
4270   /* opt_pass methods: */
4271   virtual bool gate (function *);
4272   virtual unsigned int execute (function *) { return execute_rtl_hoist (); }
4273
4274 }; // class pass_rtl_hoist
4275
4276 bool
4277 pass_rtl_hoist::gate (function *)
4278 {
4279   return optimize > 0 && flag_gcse
4280     && !cfun->calls_setjmp
4281     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4282        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4283        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4284     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4285     && dbg_cnt (hoist);
4286 }
4287
4288 } // anon namespace
4289
4290 rtl_opt_pass *
4291 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4292 {
4293   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4294 }
4295
4296 /* Reset all state within gcse.c so that we can rerun the compiler
4297    within the same process.  For use by toplev::finalize.  */
4298
4299 void
4300 gcse_c_finalize (void)
4301 {
4302   test_insn = NULL;
4303 }
4304
4305 #include "gt-gcse.h"