Merge with trunk.
[platform/upstream/linaro-gcc.git] / gcc / gcse.c
1 /* Partial redundancy elimination / Hoisting for RTL.
2    Copyright (C) 1997-2013 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
18 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
19
20 /* TODO
21    - reordering of memory allocation and freeing to be more space efficient
22    - calc rough register pressure information and use the info to drive all
23      kinds of code motion (including code hoisting) in a unified way.
24 */
25
26 /* References searched while implementing this.
27
28    Compilers Principles, Techniques and Tools
29    Aho, Sethi, Ullman
30    Addison-Wesley, 1988
31
32    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
33    E. Morel, C. Renvoise
34    communications of the acm, Vol. 22, Num. 2, Feb. 1979
35
36    A Portable Machine-Independent Global Optimizer - Design and Measurements
37    Frederick Chow
38    Stanford Ph.D. thesis, Dec. 1983
39
40    A Fast Algorithm for Code Movement Optimization
41    D.M. Dhamdhere
42    SIGPLAN Notices, Vol. 23, Num. 10, Oct. 1988
43
44    A Solution to a Problem with Morel and Renvoise's
45    Global Optimization by Suppression of Partial Redundancies
46    K-H Drechsler, M.P. Stadel
47    ACM TOPLAS, Vol. 10, Num. 4, Oct. 1988
48
49    Practical Adaptation of the Global Optimization
50    Algorithm of Morel and Renvoise
51    D.M. Dhamdhere
52    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 2. Apr. 1991
53
54    Efficiently Computing Static Single Assignment Form and the Control
55    Dependence Graph
56    R. Cytron, J. Ferrante, B.K. Rosen, M.N. Wegman, and F.K. Zadeck
57    ACM TOPLAS, Vol. 13, Num. 4, Oct. 1991
58
59    Lazy Code Motion
60    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
61    ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
62
63    What's In a Region?  Or Computing Control Dependence Regions in Near-Linear
64    Time for Reducible Flow Control
65    Thomas Ball
66    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
67    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
68
69    An Efficient Representation for Sparse Sets
70    Preston Briggs, Linda Torczon
71    ACM Letters on Programming Languages and Systems,
72    Vol. 2, Num. 1-4, Mar-Dec 1993
73
74    A Variation of Knoop, Ruthing, and Steffen's Lazy Code Motion
75    K-H Drechsler, M.P. Stadel
76    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 28, Num. 5, May 1993
77
78    Partial Dead Code Elimination
79    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
80    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
81
82    Effective Partial Redundancy Elimination
83    P. Briggs, K.D. Cooper
84    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
85
86    The Program Structure Tree: Computing Control Regions in Linear Time
87    R. Johnson, D. Pearson, K. Pingali
88    ACM SIGPLAN Notices, Vol. 29, Num. 6, Jun. 1994
89
90    Optimal Code Motion: Theory and Practice
91    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
92    ACM TOPLAS, Vol. 16, Num. 4, Jul. 1994
93
94    The power of assignment motion
95    J. Knoop, O. Ruthing, B. Steffen
96    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
97
98    Global code motion / global value numbering
99    C. Click
100    ACM SIGPLAN Notices Vol. 30, Num. 6, Jun. 1995, '95 Conference on PLDI
101
102    Value Driven Redundancy Elimination
103    L.T. Simpson
104    Rice University Ph.D. thesis, Apr. 1996
105
106    Value Numbering
107    L.T. Simpson
108    Massively Scalar Compiler Project, Rice University, Sep. 1996
109
110    High Performance Compilers for Parallel Computing
111    Michael Wolfe
112    Addison-Wesley, 1996
113
114    Advanced Compiler Design and Implementation
115    Steven Muchnick
116    Morgan Kaufmann, 1997
117
118    Building an Optimizing Compiler
119    Robert Morgan
120    Digital Press, 1998
121
122    People wishing to speed up the code here should read:
123      Elimination Algorithms for Data Flow Analysis
124      B.G. Ryder, M.C. Paull
125      ACM Computing Surveys, Vol. 18, Num. 3, Sep. 1986
126
127      How to Analyze Large Programs Efficiently and Informatively
128      D.M. Dhamdhere, B.K. Rosen, F.K. Zadeck
129      ACM SIGPLAN Notices Vol. 27, Num. 7, Jul. 1992, '92 Conference on PLDI
130
131    People wishing to do something different can find various possibilities
132    in the above papers and elsewhere.
133 */
134
135 #include "config.h"
136 #include "system.h"
137 #include "coretypes.h"
138 #include "tm.h"
139 #include "diagnostic-core.h"
140 #include "toplev.h"
141
142 #include "hard-reg-set.h"
143 #include "rtl.h"
144 #include "tree.h"
145 #include "tm_p.h"
146 #include "regs.h"
147 #include "ira.h"
148 #include "flags.h"
149 #include "insn-config.h"
150 #include "recog.h"
151 #include "basic-block.h"
152 #include "function.h"
153 #include "expr.h"
154 #include "except.h"
155 #include "ggc.h"
156 #include "params.h"
157 #include "cselib.h"
158 #include "intl.h"
159 #include "obstack.h"
160 #include "tree-pass.h"
161 #include "hash-table.h"
162 #include "df.h"
163 #include "dbgcnt.h"
164 #include "target.h"
165 #include "gcse.h"
166
167 /* We support GCSE via Partial Redundancy Elimination.  PRE optimizations
168    are a superset of those done by classic GCSE.
169
170    Two passes of copy/constant propagation are done around PRE or hoisting
171    because the first one enables more GCSE and the second one helps to clean
172    up the copies that PRE and HOIST create.  This is needed more for PRE than
173    for HOIST because code hoisting will try to use an existing register
174    containing the common subexpression rather than create a new one.  This is
175    harder to do for PRE because of the code motion (which HOIST doesn't do).
176
177    Expressions we are interested in GCSE-ing are of the form
178    (set (pseudo-reg) (expression)).
179    Function want_to_gcse_p says what these are.
180
181    In addition, expressions in REG_EQUAL notes are candidates for GCSE-ing.
182    This allows PRE to hoist expressions that are expressed in multiple insns,
183    such as complex address calculations (e.g. for PIC code, or loads with a
184    high part and a low part).
185
186    PRE handles moving invariant expressions out of loops (by treating them as
187    partially redundant).
188
189    **********************
190
191    We used to support multiple passes but there are diminishing returns in
192    doing so.  The first pass usually makes 90% of the changes that are doable.
193    A second pass can make a few more changes made possible by the first pass.
194    Experiments show any further passes don't make enough changes to justify
195    the expense.
196
197    A study of spec92 using an unlimited number of passes:
198    [1 pass] = 1208 substitutions, [2] = 577, [3] = 202, [4] = 192, [5] = 83,
199    [6] = 34, [7] = 17, [8] = 9, [9] = 4, [10] = 4, [11] = 2,
200    [12] = 2, [13] = 1, [15] = 1, [16] = 2, [41] = 1
201
202    It was found doing copy propagation between each pass enables further
203    substitutions.
204
205    This study was done before expressions in REG_EQUAL notes were added as
206    candidate expressions for optimization, and before the GIMPLE optimizers
207    were added.  Probably, multiple passes is even less efficient now than
208    at the time when the study was conducted.
209
210    PRE is quite expensive in complicated functions because the DFA can take
211    a while to converge.  Hence we only perform one pass.
212
213    **********************
214
215    The steps for PRE are:
216
217    1) Build the hash table of expressions we wish to GCSE (expr_hash_table).
218
219    2) Perform the data flow analysis for PRE.
220
221    3) Delete the redundant instructions
222
223    4) Insert the required copies [if any] that make the partially
224       redundant instructions fully redundant.
225
226    5) For other reaching expressions, insert an instruction to copy the value
227       to a newly created pseudo that will reach the redundant instruction.
228
229    The deletion is done first so that when we do insertions we
230    know which pseudo reg to use.
231
232    Various papers have argued that PRE DFA is expensive (O(n^2)) and others
233    argue it is not.  The number of iterations for the algorithm to converge
234    is typically 2-4 so I don't view it as that expensive (relatively speaking).
235
236    PRE GCSE depends heavily on the second CPROP pass to clean up the copies
237    we create.  To make an expression reach the place where it's redundant,
238    the result of the expression is copied to a new register, and the redundant
239    expression is deleted by replacing it with this new register.  Classic GCSE
240    doesn't have this problem as much as it computes the reaching defs of
241    each register in each block and thus can try to use an existing
242    register.  */
243 \f
244 /* GCSE global vars.  */
245
246 struct target_gcse default_target_gcse;
247 #if SWITCHABLE_TARGET
248 struct target_gcse *this_target_gcse = &default_target_gcse;
249 #endif
250
251 /* Set to non-zero if CSE should run after all GCSE optimizations are done.  */
252 int flag_rerun_cse_after_global_opts;
253
254 /* An obstack for our working variables.  */
255 static struct obstack gcse_obstack;
256
257 /* Hash table of expressions.  */
258
259 struct expr
260 {
261   /* The expression.  */
262   rtx expr;
263   /* Index in the available expression bitmaps.  */
264   int bitmap_index;
265   /* Next entry with the same hash.  */
266   struct expr *next_same_hash;
267   /* List of anticipatable occurrences in basic blocks in the function.
268      An "anticipatable occurrence" is one that is the first occurrence in the
269      basic block, the operands are not modified in the basic block prior
270      to the occurrence and the output is not used between the start of
271      the block and the occurrence.  */
272   struct occr *antic_occr;
273   /* List of available occurrence in basic blocks in the function.
274      An "available occurrence" is one that is the last occurrence in the
275      basic block and the operands are not modified by following statements in
276      the basic block [including this insn].  */
277   struct occr *avail_occr;
278   /* Non-null if the computation is PRE redundant.
279      The value is the newly created pseudo-reg to record a copy of the
280      expression in all the places that reach the redundant copy.  */
281   rtx reaching_reg;
282   /* Maximum distance in instructions this expression can travel.
283      We avoid moving simple expressions for more than a few instructions
284      to keep register pressure under control.
285      A value of "0" removes restrictions on how far the expression can
286      travel.  */
287   int max_distance;
288 };
289
290 /* Occurrence of an expression.
291    There is one per basic block.  If a pattern appears more than once the
292    last appearance is used [or first for anticipatable expressions].  */
293
294 struct occr
295 {
296   /* Next occurrence of this expression.  */
297   struct occr *next;
298   /* The insn that computes the expression.  */
299   rtx insn;
300   /* Nonzero if this [anticipatable] occurrence has been deleted.  */
301   char deleted_p;
302   /* Nonzero if this [available] occurrence has been copied to
303      reaching_reg.  */
304   /* ??? This is mutually exclusive with deleted_p, so they could share
305      the same byte.  */
306   char copied_p;
307 };
308
309 typedef struct occr *occr_t;
310
311 /* Expression hash tables.
312    Each hash table is an array of buckets.
313    ??? It is known that if it were an array of entries, structure elements
314    `next_same_hash' and `bitmap_index' wouldn't be necessary.  However, it is
315    not clear whether in the final analysis a sufficient amount of memory would
316    be saved as the size of the available expression bitmaps would be larger
317    [one could build a mapping table without holes afterwards though].
318    Someday I'll perform the computation and figure it out.  */
319
320 struct hash_table_d
321 {
322   /* The table itself.
323      This is an array of `expr_hash_table_size' elements.  */
324   struct expr **table;
325
326   /* Size of the hash table, in elements.  */
327   unsigned int size;
328
329   /* Number of hash table elements.  */
330   unsigned int n_elems;
331 };
332
333 /* Expression hash table.  */
334 static struct hash_table_d expr_hash_table;
335
336 /* This is a list of expressions which are MEMs and will be used by load
337    or store motion.
338    Load motion tracks MEMs which aren't killed by anything except itself,
339    i.e. loads and stores to a single location.
340    We can then allow movement of these MEM refs with a little special
341    allowance. (all stores copy the same value to the reaching reg used
342    for the loads).  This means all values used to store into memory must have
343    no side effects so we can re-issue the setter value.  */
344
345 struct ls_expr
346 {
347   struct expr * expr;           /* Gcse expression reference for LM.  */
348   rtx pattern;                  /* Pattern of this mem.  */
349   rtx pattern_regs;             /* List of registers mentioned by the mem.  */
350   rtx loads;                    /* INSN list of loads seen.  */
351   rtx stores;                   /* INSN list of stores seen.  */
352   struct ls_expr * next;        /* Next in the list.  */
353   int invalid;                  /* Invalid for some reason.  */
354   int index;                    /* If it maps to a bitmap index.  */
355   unsigned int hash_index;      /* Index when in a hash table.  */
356   rtx reaching_reg;             /* Register to use when re-writing.  */
357 };
358
359 /* Head of the list of load/store memory refs.  */
360 static struct ls_expr * pre_ldst_mems = NULL;
361
362 struct pre_ldst_expr_hasher : typed_noop_remove <ls_expr>
363 {
364   typedef ls_expr value_type;
365   typedef value_type compare_type;
366   static inline hashval_t hash (const value_type *);
367   static inline bool equal (const value_type *, const compare_type *);
368 };
369
370 /* Hashtable helpers.  */
371 inline hashval_t
372 pre_ldst_expr_hasher::hash (const value_type *x)
373 {
374   int do_not_record_p = 0;
375   return
376     hash_rtx (x->pattern, GET_MODE (x->pattern), &do_not_record_p, NULL, false);
377 }
378
379 static int expr_equiv_p (const_rtx, const_rtx);
380
381 inline bool
382 pre_ldst_expr_hasher::equal (const value_type *ptr1,
383                              const compare_type *ptr2)
384 {
385   return expr_equiv_p (ptr1->pattern, ptr2->pattern);
386 }
387
388 /* Hashtable for the load/store memory refs.  */
389 static hash_table <pre_ldst_expr_hasher> pre_ldst_table;
390
391 /* Bitmap containing one bit for each register in the program.
392    Used when performing GCSE to track which registers have been set since
393    the start of the basic block.  */
394 static regset reg_set_bitmap;
395
396 /* Array, indexed by basic block number for a list of insns which modify
397    memory within that block.  */
398 static vec<rtx> *modify_mem_list;
399 static bitmap modify_mem_list_set;
400
401 typedef struct modify_pair_s
402 {
403   rtx dest;                     /* A MEM.  */
404   rtx dest_addr;                /* The canonical address of `dest'.  */
405 } modify_pair;
406
407
408 /* This array parallels modify_mem_list, except that it stores MEMs
409    being set and their canonicalized memory addresses.  */
410 static vec<modify_pair> *canon_modify_mem_list;
411
412 /* Bitmap indexed by block numbers to record which blocks contain
413    function calls.  */
414 static bitmap blocks_with_calls;
415
416 /* Various variables for statistics gathering.  */
417
418 /* Memory used in a pass.
419    This isn't intended to be absolutely precise.  Its intent is only
420    to keep an eye on memory usage.  */
421 static int bytes_used;
422
423 /* GCSE substitutions made.  */
424 static int gcse_subst_count;
425 /* Number of copy instructions created.  */
426 static int gcse_create_count;
427 \f
428 /* Doing code hoisting.  */
429 static bool doing_code_hoisting_p = false;
430 \f
431 /* For available exprs */
432 static sbitmap *ae_kill;
433 \f
434 /* Data stored for each basic block.  */
435 struct bb_data
436 {
437   /* Maximal register pressure inside basic block for given register class
438      (defined only for the pressure classes).  */
439   int max_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
440   /* Recorded register pressure of basic block before trying to hoist
441      an expression.  Will be used to restore the register pressure
442      if the expression should not be hoisted.  */
443   int old_pressure;
444   /* Recorded register live_in info of basic block during code hoisting
445      process.  BACKUP is used to record live_in info before trying to
446      hoist an expression, and will be used to restore LIVE_IN if the
447      expression should not be hoisted.  */
448   bitmap live_in, backup;
449 };
450
451 #define BB_DATA(bb) ((struct bb_data *) (bb)->aux)
452
453 static basic_block curr_bb;
454
455 /* Current register pressure for each pressure class.  */
456 static int curr_reg_pressure[N_REG_CLASSES];
457 \f
458
459 static void compute_can_copy (void);
460 static void *gmalloc (size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
461 static void *gcalloc (size_t, size_t) ATTRIBUTE_MALLOC;
462 static void *gcse_alloc (unsigned long);
463 static void alloc_gcse_mem (void);
464 static void free_gcse_mem (void);
465 static void hash_scan_insn (rtx, struct hash_table_d *);
466 static void hash_scan_set (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
467 static void hash_scan_clobber (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
468 static void hash_scan_call (rtx, rtx, struct hash_table_d *);
469 static int want_to_gcse_p (rtx, int *);
470 static int oprs_unchanged_p (const_rtx, const_rtx, int);
471 static int oprs_anticipatable_p (const_rtx, const_rtx);
472 static int oprs_available_p (const_rtx, const_rtx);
473 static void insert_expr_in_table (rtx, enum machine_mode, rtx, int, int, int,
474                                   struct hash_table_d *);
475 static unsigned int hash_expr (const_rtx, enum machine_mode, int *, int);
476 static void record_last_reg_set_info (rtx, int);
477 static void record_last_mem_set_info (rtx);
478 static void record_last_set_info (rtx, const_rtx, void *);
479 static void compute_hash_table (struct hash_table_d *);
480 static void alloc_hash_table (struct hash_table_d *);
481 static void free_hash_table (struct hash_table_d *);
482 static void compute_hash_table_work (struct hash_table_d *);
483 static void dump_hash_table (FILE *, const char *, struct hash_table_d *);
484 static void compute_transp (const_rtx, int, sbitmap *);
485 static void compute_local_properties (sbitmap *, sbitmap *, sbitmap *,
486                                       struct hash_table_d *);
487 static void mems_conflict_for_gcse_p (rtx, const_rtx, void *);
488 static int load_killed_in_block_p (const_basic_block, int, const_rtx, int);
489 static void canon_list_insert (rtx, const_rtx, void *);
490 static void alloc_pre_mem (int, int);
491 static void free_pre_mem (void);
492 static struct edge_list *compute_pre_data (void);
493 static int pre_expr_reaches_here_p (basic_block, struct expr *,
494                                     basic_block);
495 static void insert_insn_end_basic_block (struct expr *, basic_block);
496 static void pre_insert_copy_insn (struct expr *, rtx);
497 static void pre_insert_copies (void);
498 static int pre_delete (void);
499 static int pre_gcse (struct edge_list *);
500 static int one_pre_gcse_pass (void);
501 static void add_label_notes (rtx, rtx);
502 static void alloc_code_hoist_mem (int, int);
503 static void free_code_hoist_mem (void);
504 static void compute_code_hoist_vbeinout (void);
505 static void compute_code_hoist_data (void);
506 static int should_hoist_expr_to_dom (basic_block, struct expr *, basic_block,
507                                      sbitmap, int, int *, enum reg_class,
508                                      int *, bitmap, rtx);
509 static int hoist_code (void);
510 static enum reg_class get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs);
511 static enum reg_class get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs);
512 static int one_code_hoisting_pass (void);
513 static rtx process_insert_insn (struct expr *);
514 static int pre_edge_insert (struct edge_list *, struct expr **);
515 static int pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block, struct expr *,
516                                          basic_block, char *);
517 static struct ls_expr * ldst_entry (rtx);
518 static void free_ldst_entry (struct ls_expr *);
519 static void free_ld_motion_mems (void);
520 static void print_ldst_list (FILE *);
521 static struct ls_expr * find_rtx_in_ldst (rtx);
522 static int simple_mem (const_rtx);
523 static void invalidate_any_buried_refs (rtx);
524 static void compute_ld_motion_mems (void);
525 static void trim_ld_motion_mems (void);
526 static void update_ld_motion_stores (struct expr *);
527 static void clear_modify_mem_tables (void);
528 static void free_modify_mem_tables (void);
529 static rtx gcse_emit_move_after (rtx, rtx, rtx);
530 static bool is_too_expensive (const char *);
531
532 #define GNEW(T)                 ((T *) gmalloc (sizeof (T)))
533 #define GCNEW(T)                ((T *) gcalloc (1, sizeof (T)))
534
535 #define GNEWVEC(T, N)           ((T *) gmalloc (sizeof (T) * (N)))
536 #define GCNEWVEC(T, N)          ((T *) gcalloc ((N), sizeof (T)))
537
538 #define GNEWVAR(T, S)           ((T *) gmalloc ((S)))
539 #define GCNEWVAR(T, S)          ((T *) gcalloc (1, (S)))
540
541 #define GOBNEW(T)               ((T *) gcse_alloc (sizeof (T)))
542 #define GOBNEWVAR(T, S)         ((T *) gcse_alloc ((S)))
543 \f
544 /* Misc. utilities.  */
545
546 #define can_copy \
547   (this_target_gcse->x_can_copy)
548 #define can_copy_init_p \
549   (this_target_gcse->x_can_copy_init_p)
550
551 /* Compute which modes support reg/reg copy operations.  */
552
553 static void
554 compute_can_copy (void)
555 {
556   int i;
557 #ifndef AVOID_CCMODE_COPIES
558   rtx reg, insn;
559 #endif
560   memset (can_copy, 0, NUM_MACHINE_MODES);
561
562   start_sequence ();
563   for (i = 0; i < NUM_MACHINE_MODES; i++)
564     if (GET_MODE_CLASS (i) == MODE_CC)
565       {
566 #ifdef AVOID_CCMODE_COPIES
567         can_copy[i] = 0;
568 #else
569         reg = gen_rtx_REG ((enum machine_mode) i, LAST_VIRTUAL_REGISTER + 1);
570         insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, reg));
571         if (recog (PATTERN (insn), insn, NULL) >= 0)
572           can_copy[i] = 1;
573 #endif
574       }
575     else
576       can_copy[i] = 1;
577
578   end_sequence ();
579 }
580
581 /* Returns whether the mode supports reg/reg copy operations.  */
582
583 bool
584 can_copy_p (enum machine_mode mode)
585 {
586   if (! can_copy_init_p)
587     {
588       compute_can_copy ();
589       can_copy_init_p = true;
590     }
591
592   return can_copy[mode] != 0;
593 }
594 \f
595 /* Cover function to xmalloc to record bytes allocated.  */
596
597 static void *
598 gmalloc (size_t size)
599 {
600   bytes_used += size;
601   return xmalloc (size);
602 }
603
604 /* Cover function to xcalloc to record bytes allocated.  */
605
606 static void *
607 gcalloc (size_t nelem, size_t elsize)
608 {
609   bytes_used += nelem * elsize;
610   return xcalloc (nelem, elsize);
611 }
612
613 /* Cover function to obstack_alloc.  */
614
615 static void *
616 gcse_alloc (unsigned long size)
617 {
618   bytes_used += size;
619   return obstack_alloc (&gcse_obstack, size);
620 }
621
622 /* Allocate memory for the reg/memory set tracking tables.
623    This is called at the start of each pass.  */
624
625 static void
626 alloc_gcse_mem (void)
627 {
628   /* Allocate vars to track sets of regs.  */
629   reg_set_bitmap = ALLOC_REG_SET (NULL);
630
631   /* Allocate array to keep a list of insns which modify memory in each
632      basic block.  The two typedefs are needed to work around the
633      pre-processor limitation with template types in macro arguments.  */
634   typedef vec<rtx> vec_rtx_heap;
635   typedef vec<modify_pair> vec_modify_pair_heap;
636   modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_rtx_heap, last_basic_block);
637   canon_modify_mem_list = GCNEWVEC (vec_modify_pair_heap, last_basic_block);
638   modify_mem_list_set = BITMAP_ALLOC (NULL);
639   blocks_with_calls = BITMAP_ALLOC (NULL);
640 }
641
642 /* Free memory allocated by alloc_gcse_mem.  */
643
644 static void
645 free_gcse_mem (void)
646 {
647   FREE_REG_SET (reg_set_bitmap);
648
649   free_modify_mem_tables ();
650   BITMAP_FREE (modify_mem_list_set);
651   BITMAP_FREE (blocks_with_calls);
652 }
653 \f
654 /* Compute the local properties of each recorded expression.
655
656    Local properties are those that are defined by the block, irrespective of
657    other blocks.
658
659    An expression is transparent in a block if its operands are not modified
660    in the block.
661
662    An expression is computed (locally available) in a block if it is computed
663    at least once and expression would contain the same value if the
664    computation was moved to the end of the block.
665
666    An expression is locally anticipatable in a block if it is computed at
667    least once and expression would contain the same value if the computation
668    was moved to the beginning of the block.
669
670    We call this routine for pre and code hoisting.  They all compute
671    basically the same information and thus can easily share this code.
672
673    TRANSP, COMP, and ANTLOC are destination sbitmaps for recording local
674    properties.  If NULL, then it is not necessary to compute or record that
675    particular property.
676
677    TABLE controls which hash table to look at.  */
678
679 static void
680 compute_local_properties (sbitmap *transp, sbitmap *comp, sbitmap *antloc,
681                           struct hash_table_d *table)
682 {
683   unsigned int i;
684
685   /* Initialize any bitmaps that were passed in.  */
686   if (transp)
687     {
688       bitmap_vector_ones (transp, last_basic_block);
689     }
690
691   if (comp)
692     bitmap_vector_clear (comp, last_basic_block);
693   if (antloc)
694     bitmap_vector_clear (antloc, last_basic_block);
695
696   for (i = 0; i < table->size; i++)
697     {
698       struct expr *expr;
699
700       for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
701         {
702           int indx = expr->bitmap_index;
703           struct occr *occr;
704
705           /* The expression is transparent in this block if it is not killed.
706              We start by assuming all are transparent [none are killed], and
707              then reset the bits for those that are.  */
708           if (transp)
709             compute_transp (expr->expr, indx, transp);
710
711           /* The occurrences recorded in antic_occr are exactly those that
712              we want to set to nonzero in ANTLOC.  */
713           if (antloc)
714             for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
715               {
716                 bitmap_set_bit (antloc[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
717
718                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
719                    initialize this.  */
720                 occr->deleted_p = 0;
721               }
722
723           /* The occurrences recorded in avail_occr are exactly those that
724              we want to set to nonzero in COMP.  */
725           if (comp)
726             for (occr = expr->avail_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
727               {
728                 bitmap_set_bit (comp[BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)->index], indx);
729
730                 /* While we're scanning the table, this is a good place to
731                    initialize this.  */
732                 occr->copied_p = 0;
733               }
734
735           /* While we're scanning the table, this is a good place to
736              initialize this.  */
737           expr->reaching_reg = 0;
738         }
739     }
740 }
741 \f
742 /* Hash table support.  */
743
744 struct reg_avail_info
745 {
746   basic_block last_bb;
747   int first_set;
748   int last_set;
749 };
750
751 static struct reg_avail_info *reg_avail_info;
752 static basic_block current_bb;
753
754 /* See whether X, the source of a set, is something we want to consider for
755    GCSE.  */
756
757 static int
758 want_to_gcse_p (rtx x, int *max_distance_ptr)
759 {
760 #ifdef STACK_REGS
761   /* On register stack architectures, don't GCSE constants from the
762      constant pool, as the benefits are often swamped by the overhead
763      of shuffling the register stack between basic blocks.  */
764   if (IS_STACK_MODE (GET_MODE (x)))
765     x = avoid_constant_pool_reference (x);
766 #endif
767
768   /* GCSE'ing constants:
769
770      We do not specifically distinguish between constant and non-constant
771      expressions in PRE and Hoist.  We use set_src_cost below to limit
772      the maximum distance simple expressions can travel.
773
774      Nevertheless, constants are much easier to GCSE, and, hence,
775      it is easy to overdo the optimizations.  Usually, excessive PRE and
776      Hoisting of constant leads to increased register pressure.
777
778      RA can deal with this by rematerialing some of the constants.
779      Therefore, it is important that the back-end generates sets of constants
780      in a way that allows reload rematerialize them under high register
781      pressure, i.e., a pseudo register with REG_EQUAL to constant
782      is set only once.  Failing to do so will result in IRA/reload
783      spilling such constants under high register pressure instead of
784      rematerializing them.  */
785
786   switch (GET_CODE (x))
787     {
788     case REG:
789     case SUBREG:
790     case CALL:
791       return 0;
792
793     CASE_CONST_ANY:
794       if (!doing_code_hoisting_p)
795         /* Do not PRE constants.  */
796         return 0;
797
798       /* FALLTHRU */
799
800     default:
801       if (doing_code_hoisting_p)
802         /* PRE doesn't implement max_distance restriction.  */
803         {
804           int cost;
805           int max_distance;
806
807           gcc_assert (!optimize_function_for_speed_p (cfun)
808                       && optimize_function_for_size_p (cfun));
809           cost = set_src_cost (x, 0);
810
811           if (cost < COSTS_N_INSNS (GCSE_UNRESTRICTED_COST))
812             {
813               max_distance = (GCSE_COST_DISTANCE_RATIO * cost) / 10;
814               if (max_distance == 0)
815                 return 0;
816
817               gcc_assert (max_distance > 0);
818             }
819           else
820             max_distance = 0;
821
822           if (max_distance_ptr)
823             *max_distance_ptr = max_distance;
824         }
825
826       return can_assign_to_reg_without_clobbers_p (x);
827     }
828 }
829
830 /* Used internally by can_assign_to_reg_without_clobbers_p.  */
831
832 static GTY(()) rtx test_insn;
833
834 /* Return true if we can assign X to a pseudo register such that the
835    resulting insn does not result in clobbering a hard register as a
836    side-effect.
837
838    Additionally, if the target requires it, check that the resulting insn
839    can be copied.  If it cannot, this means that X is special and probably
840    has hidden side-effects we don't want to mess with.
841
842    This function is typically used by code motion passes, to verify
843    that it is safe to insert an insn without worrying about clobbering
844    maybe live hard regs.  */
845
846 bool
847 can_assign_to_reg_without_clobbers_p (rtx x)
848 {
849   int num_clobbers = 0;
850   int icode;
851
852   /* If this is a valid operand, we are OK.  If it's VOIDmode, we aren't.  */
853   if (general_operand (x, GET_MODE (x)))
854     return 1;
855   else if (GET_MODE (x) == VOIDmode)
856     return 0;
857
858   /* Otherwise, check if we can make a valid insn from it.  First initialize
859      our test insn if we haven't already.  */
860   if (test_insn == 0)
861     {
862       test_insn
863         = make_insn_raw (gen_rtx_SET (VOIDmode,
864                                       gen_rtx_REG (word_mode,
865                                                    FIRST_PSEUDO_REGISTER * 2),
866                                       const0_rtx));
867       NEXT_INSN (test_insn) = PREV_INSN (test_insn) = 0;
868     }
869
870   /* Now make an insn like the one we would make when GCSE'ing and see if
871      valid.  */
872   PUT_MODE (SET_DEST (PATTERN (test_insn)), GET_MODE (x));
873   SET_SRC (PATTERN (test_insn)) = x;
874
875   icode = recog (PATTERN (test_insn), test_insn, &num_clobbers);
876   if (icode < 0)
877     return false;
878
879   if (num_clobbers > 0 && added_clobbers_hard_reg_p (icode))
880     return false;
881
882   if (targetm.cannot_copy_insn_p && targetm.cannot_copy_insn_p (test_insn))
883     return false;
884
885   return true;
886 }
887
888 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from the
889    start of INSN's basic block up to but not including INSN (if AVAIL_P == 0),
890    or from INSN to the end of INSN's basic block (if AVAIL_P != 0).  */
891
892 static int
893 oprs_unchanged_p (const_rtx x, const_rtx insn, int avail_p)
894 {
895   int i, j;
896   enum rtx_code code;
897   const char *fmt;
898
899   if (x == 0)
900     return 1;
901
902   code = GET_CODE (x);
903   switch (code)
904     {
905     case REG:
906       {
907         struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[REGNO (x)];
908
909         if (info->last_bb != current_bb)
910           return 1;
911         if (avail_p)
912           return info->last_set < DF_INSN_LUID (insn);
913         else
914           return info->first_set >= DF_INSN_LUID (insn);
915       }
916
917     case MEM:
918       if (! flag_gcse_lm
919           || load_killed_in_block_p (current_bb, DF_INSN_LUID (insn),
920                                      x, avail_p))
921         return 0;
922       else
923         return oprs_unchanged_p (XEXP (x, 0), insn, avail_p);
924
925     case PRE_DEC:
926     case PRE_INC:
927     case POST_DEC:
928     case POST_INC:
929     case PRE_MODIFY:
930     case POST_MODIFY:
931       return 0;
932
933     case PC:
934     case CC0: /*FIXME*/
935     case CONST:
936     CASE_CONST_ANY:
937     case SYMBOL_REF:
938     case LABEL_REF:
939     case ADDR_VEC:
940     case ADDR_DIFF_VEC:
941       return 1;
942
943     default:
944       break;
945     }
946
947   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
948     {
949       if (fmt[i] == 'e')
950         {
951           /* If we are about to do the last recursive call needed at this
952              level, change it into iteration.  This function is called enough
953              to be worth it.  */
954           if (i == 0)
955             return oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p);
956
957           else if (! oprs_unchanged_p (XEXP (x, i), insn, avail_p))
958             return 0;
959         }
960       else if (fmt[i] == 'E')
961         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
962           if (! oprs_unchanged_p (XVECEXP (x, i, j), insn, avail_p))
963             return 0;
964     }
965
966   return 1;
967 }
968
969 /* Info passed from load_killed_in_block_p to mems_conflict_for_gcse_p.  */
970
971 struct mem_conflict_info
972 {
973   /* A memory reference for a load instruction, mems_conflict_for_gcse_p will
974      see if a memory store conflicts with this memory load.  */
975   const_rtx mem;
976
977   /* True if mems_conflict_for_gcse_p finds a conflict between two memory
978      references.  */
979   bool conflict;
980 };
981
982 /* DEST is the output of an instruction.  If it is a memory reference and
983    possibly conflicts with the load found in DATA, then communicate this
984    information back through DATA.  */
985
986 static void
987 mems_conflict_for_gcse_p (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED,
988                           void *data)
989 {
990   struct mem_conflict_info *mci = (struct mem_conflict_info *) data;
991
992   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
993          || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
994          || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
995     dest = XEXP (dest, 0);
996
997   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with the load.  Note
998      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
999      elsewhere.  */
1000   if (! MEM_P (dest))
1001     return;
1002
1003   /* If we are setting a MEM in our list of specially recognized MEMs,
1004      don't mark as killed this time.  */
1005   if (pre_ldst_mems != NULL && expr_equiv_p (dest, mci->mem))
1006     {
1007       if (!find_rtx_in_ldst (dest))
1008         mci->conflict = true;
1009       return;
1010     }
1011
1012   if (true_dependence (dest, GET_MODE (dest), mci->mem))
1013     mci->conflict = true;
1014 }
1015
1016 /* Return nonzero if the expression in X (a memory reference) is killed
1017    in block BB before or after the insn with the LUID in UID_LIMIT.
1018    AVAIL_P is nonzero for kills after UID_LIMIT, and zero for kills
1019    before UID_LIMIT.
1020
1021    To check the entire block, set UID_LIMIT to max_uid + 1 and
1022    AVAIL_P to 0.  */
1023
1024 static int
1025 load_killed_in_block_p (const_basic_block bb, int uid_limit, const_rtx x,
1026                         int avail_p)
1027 {
1028   vec<rtx> list = modify_mem_list[bb->index];
1029   rtx setter;
1030   unsigned ix;
1031
1032   /* If this is a readonly then we aren't going to be changing it.  */
1033   if (MEM_READONLY_P (x))
1034     return 0;
1035
1036   FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, setter)
1037     {
1038       struct mem_conflict_info mci;
1039
1040       /* Ignore entries in the list that do not apply.  */
1041       if ((avail_p
1042            && DF_INSN_LUID (setter) < uid_limit)
1043           || (! avail_p
1044               && DF_INSN_LUID (setter) > uid_limit))
1045         continue;
1046
1047       /* If SETTER is a call everything is clobbered.  Note that calls
1048          to pure functions are never put on the list, so we need not
1049          worry about them.  */
1050       if (CALL_P (setter))
1051         return 1;
1052
1053       /* SETTER must be an INSN of some kind that sets memory.  Call
1054          note_stores to examine each hunk of memory that is modified.  */
1055       mci.mem = x;
1056       mci.conflict = false;
1057       note_stores (PATTERN (setter), mems_conflict_for_gcse_p, &mci);
1058       if (mci.conflict)
1059         return 1;
1060     }
1061   return 0;
1062 }
1063
1064 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1065    the start of INSN's basic block up to but not including INSN.  */
1066
1067 static int
1068 oprs_anticipatable_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1069 {
1070   return oprs_unchanged_p (x, insn, 0);
1071 }
1072
1073 /* Return nonzero if the operands of expression X are unchanged from
1074    INSN to the end of INSN's basic block.  */
1075
1076 static int
1077 oprs_available_p (const_rtx x, const_rtx insn)
1078 {
1079   return oprs_unchanged_p (x, insn, 1);
1080 }
1081
1082 /* Hash expression X.
1083
1084    MODE is only used if X is a CONST_INT.  DO_NOT_RECORD_P is a boolean
1085    indicating if a volatile operand is found or if the expression contains
1086    something we don't want to insert in the table.  HASH_TABLE_SIZE is
1087    the current size of the hash table to be probed.  */
1088
1089 static unsigned int
1090 hash_expr (const_rtx x, enum machine_mode mode, int *do_not_record_p,
1091            int hash_table_size)
1092 {
1093   unsigned int hash;
1094
1095   *do_not_record_p = 0;
1096
1097   hash = hash_rtx (x, mode, do_not_record_p, NULL, /*have_reg_qty=*/false);
1098   return hash % hash_table_size;
1099 }
1100
1101 /* Return nonzero if exp1 is equivalent to exp2.  */
1102
1103 static int
1104 expr_equiv_p (const_rtx x, const_rtx y)
1105 {
1106   return exp_equiv_p (x, y, 0, true);
1107 }
1108
1109 /* Insert expression X in INSN in the hash TABLE.
1110    If it is already present, record it as the last occurrence in INSN's
1111    basic block.
1112
1113    MODE is the mode of the value X is being stored into.
1114    It is only used if X is a CONST_INT.
1115
1116    ANTIC_P is nonzero if X is an anticipatable expression.
1117    AVAIL_P is nonzero if X is an available expression.
1118
1119    MAX_DISTANCE is the maximum distance in instructions this expression can
1120    be moved.  */
1121
1122 static void
1123 insert_expr_in_table (rtx x, enum machine_mode mode, rtx insn, int antic_p,
1124                       int avail_p, int max_distance, struct hash_table_d *table)
1125 {
1126   int found, do_not_record_p;
1127   unsigned int hash;
1128   struct expr *cur_expr, *last_expr = NULL;
1129   struct occr *antic_occr, *avail_occr;
1130
1131   hash = hash_expr (x, mode, &do_not_record_p, table->size);
1132
1133   /* Do not insert expression in table if it contains volatile operands,
1134      or if hash_expr determines the expression is something we don't want
1135      to or can't handle.  */
1136   if (do_not_record_p)
1137     return;
1138
1139   cur_expr = table->table[hash];
1140   found = 0;
1141
1142   while (cur_expr && 0 == (found = expr_equiv_p (cur_expr->expr, x)))
1143     {
1144       /* If the expression isn't found, save a pointer to the end of
1145          the list.  */
1146       last_expr = cur_expr;
1147       cur_expr = cur_expr->next_same_hash;
1148     }
1149
1150   if (! found)
1151     {
1152       cur_expr = GOBNEW (struct expr);
1153       bytes_used += sizeof (struct expr);
1154       if (table->table[hash] == NULL)
1155         /* This is the first pattern that hashed to this index.  */
1156         table->table[hash] = cur_expr;
1157       else
1158         /* Add EXPR to end of this hash chain.  */
1159         last_expr->next_same_hash = cur_expr;
1160
1161       /* Set the fields of the expr element.  */
1162       cur_expr->expr = x;
1163       cur_expr->bitmap_index = table->n_elems++;
1164       cur_expr->next_same_hash = NULL;
1165       cur_expr->antic_occr = NULL;
1166       cur_expr->avail_occr = NULL;
1167       gcc_assert (max_distance >= 0);
1168       cur_expr->max_distance = max_distance;
1169     }
1170   else
1171     gcc_assert (cur_expr->max_distance == max_distance);
1172
1173   /* Now record the occurrence(s).  */
1174   if (antic_p)
1175     {
1176       antic_occr = cur_expr->antic_occr;
1177
1178       if (antic_occr
1179           && BLOCK_FOR_INSN (antic_occr->insn) != BLOCK_FOR_INSN (insn))
1180         antic_occr = NULL;
1181
1182       if (antic_occr)
1183         /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1184            Prefer the currently recorded one.  We want the first one in the
1185            block and the block is scanned from start to end.  */
1186         ; /* nothing to do */
1187       else
1188         {
1189           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1190           antic_occr = GOBNEW (struct occr);
1191           bytes_used += sizeof (struct occr);
1192           antic_occr->insn = insn;
1193           antic_occr->next = cur_expr->antic_occr;
1194           antic_occr->deleted_p = 0;
1195           cur_expr->antic_occr = antic_occr;
1196         }
1197     }
1198
1199   if (avail_p)
1200     {
1201       avail_occr = cur_expr->avail_occr;
1202
1203       if (avail_occr
1204           && BLOCK_FOR_INSN (avail_occr->insn) == BLOCK_FOR_INSN (insn))
1205         {
1206           /* Found another instance of the expression in the same basic block.
1207              Prefer this occurrence to the currently recorded one.  We want
1208              the last one in the block and the block is scanned from start
1209              to end.  */
1210           avail_occr->insn = insn;
1211         }
1212       else
1213         {
1214           /* First occurrence of this expression in this basic block.  */
1215           avail_occr = GOBNEW (struct occr);
1216           bytes_used += sizeof (struct occr);
1217           avail_occr->insn = insn;
1218           avail_occr->next = cur_expr->avail_occr;
1219           avail_occr->deleted_p = 0;
1220           cur_expr->avail_occr = avail_occr;
1221         }
1222     }
1223 }
1224
1225 /* Scan SET present in INSN and add an entry to the hash TABLE.  */
1226
1227 static void
1228 hash_scan_set (rtx set, rtx insn, struct hash_table_d *table)
1229 {
1230   rtx src = SET_SRC (set);
1231   rtx dest = SET_DEST (set);
1232   rtx note;
1233
1234   if (GET_CODE (src) == CALL)
1235     hash_scan_call (src, insn, table);
1236
1237   else if (REG_P (dest))
1238     {
1239       unsigned int regno = REGNO (dest);
1240       int max_distance = 0;
1241
1242       /* See if a REG_EQUAL note shows this equivalent to a simpler expression.
1243
1244          This allows us to do a single GCSE pass and still eliminate
1245          redundant constants, addresses or other expressions that are
1246          constructed with multiple instructions.
1247
1248          However, keep the original SRC if INSN is a simple reg-reg move.
1249          In this case, there will almost always be a REG_EQUAL note on the
1250          insn that sets SRC.  By recording the REG_EQUAL value here as SRC
1251          for INSN, we miss copy propagation opportunities and we perform the
1252          same PRE GCSE operation repeatedly on the same REG_EQUAL value if we
1253          do more than one PRE GCSE pass.
1254
1255          Note that this does not impede profitable constant propagations.  We
1256          "look through" reg-reg sets in lookup_avail_set.  */
1257       note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
1258       if (note != 0
1259           && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL
1260           && !REG_P (src)
1261           && want_to_gcse_p (XEXP (note, 0), NULL))
1262         src = XEXP (note, 0), set = gen_rtx_SET (VOIDmode, dest, src);
1263
1264       /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1265       if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1266           /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1267           && can_copy_p (GET_MODE (dest))
1268           /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1269              do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1270           /* ??? We can now easily create new EH landing pads at the
1271              gimple level, for splitting edges; there's no reason we
1272              can't do the same thing at the rtl level.  */
1273           && !can_throw_internal (insn)
1274           /* Is SET_SRC something we want to gcse?  */
1275           && want_to_gcse_p (src, &max_distance)
1276           /* Don't CSE a nop.  */
1277           && ! set_noop_p (set)
1278           /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1279              At this point this only function parameters should have
1280              REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1281              explicitly, it means address of parameter has been taken,
1282              so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1283           && (note == NULL_RTX || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1284         {
1285           /* An expression is not anticipatable if its operands are
1286              modified before this insn or if this is not the only SET in
1287              this insn.  The latter condition does not have to mean that
1288              SRC itself is not anticipatable, but we just will not be
1289              able to handle code motion of insns with multiple sets.  */
1290           int antic_p = oprs_anticipatable_p (src, insn)
1291                         && !multiple_sets (insn);
1292           /* An expression is not available if its operands are
1293              subsequently modified, including this insn.  It's also not
1294              available if this is a branch, because we can't insert
1295              a set after the branch.  */
1296           int avail_p = (oprs_available_p (src, insn)
1297                          && ! JUMP_P (insn));
1298
1299           insert_expr_in_table (src, GET_MODE (dest), insn, antic_p, avail_p,
1300                                 max_distance, table);
1301         }
1302     }
1303   /* In case of store we want to consider the memory value as available in
1304      the REG stored in that memory. This makes it possible to remove
1305      redundant loads from due to stores to the same location.  */
1306   else if (flag_gcse_las && REG_P (src) && MEM_P (dest))
1307       {
1308         unsigned int regno = REGNO (src);
1309         int max_distance = 0;
1310
1311         /* Only record sets of pseudo-regs in the hash table.  */
1312         if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
1313            /* Don't GCSE something if we can't do a reg/reg copy.  */
1314            && can_copy_p (GET_MODE (src))
1315            /* GCSE commonly inserts instruction after the insn.  We can't
1316               do that easily for EH edges so disable GCSE on these for now.  */
1317            && !can_throw_internal (insn)
1318            /* Is SET_DEST something we want to gcse?  */
1319            && want_to_gcse_p (dest, &max_distance)
1320            /* Don't CSE a nop.  */
1321            && ! set_noop_p (set)
1322            /* Don't GCSE if it has attached REG_EQUIV note.
1323               At this point this only function parameters should have
1324               REG_EQUIV notes and if the argument slot is used somewhere
1325               explicitly, it means address of parameter has been taken,
1326               so we should not extend the lifetime of the pseudo.  */
1327            && ((note = find_reg_note (insn, REG_EQUIV, NULL_RTX)) == 0
1328                || ! MEM_P (XEXP (note, 0))))
1329              {
1330                /* Stores are never anticipatable.  */
1331                int antic_p = 0;
1332                /* An expression is not available if its operands are
1333                   subsequently modified, including this insn.  It's also not
1334                   available if this is a branch, because we can't insert
1335                   a set after the branch.  */
1336                int avail_p = oprs_available_p (dest, insn)
1337                              && ! JUMP_P (insn);
1338
1339                /* Record the memory expression (DEST) in the hash table.  */
1340                insert_expr_in_table (dest, GET_MODE (dest), insn,
1341                                      antic_p, avail_p, max_distance, table);
1342              }
1343       }
1344 }
1345
1346 static void
1347 hash_scan_clobber (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1348                    struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1349 {
1350   /* Currently nothing to do.  */
1351 }
1352
1353 static void
1354 hash_scan_call (rtx x ATTRIBUTE_UNUSED, rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
1355                 struct hash_table_d *table ATTRIBUTE_UNUSED)
1356 {
1357   /* Currently nothing to do.  */
1358 }
1359
1360 /* Process INSN and add hash table entries as appropriate.  */
1361
1362 static void
1363 hash_scan_insn (rtx insn, struct hash_table_d *table)
1364 {
1365   rtx pat = PATTERN (insn);
1366   int i;
1367
1368   /* Pick out the sets of INSN and for other forms of instructions record
1369      what's been modified.  */
1370
1371   if (GET_CODE (pat) == SET)
1372     hash_scan_set (pat, insn, table);
1373
1374   else if (GET_CODE (pat) == CLOBBER)
1375     hash_scan_clobber (pat, insn, table);
1376
1377   else if (GET_CODE (pat) == CALL)
1378     hash_scan_call (pat, insn, table);
1379
1380   else if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
1381     for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
1382       {
1383         rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
1384
1385         if (GET_CODE (x) == SET)
1386           hash_scan_set (x, insn, table);
1387         else if (GET_CODE (x) == CLOBBER)
1388           hash_scan_clobber (x, insn, table);
1389         else if (GET_CODE (x) == CALL)
1390           hash_scan_call (x, insn, table);
1391       }
1392 }
1393
1394 /* Dump the hash table TABLE to file FILE under the name NAME.  */
1395
1396 static void
1397 dump_hash_table (FILE *file, const char *name, struct hash_table_d *table)
1398 {
1399   int i;
1400   /* Flattened out table, so it's printed in proper order.  */
1401   struct expr **flat_table;
1402   unsigned int *hash_val;
1403   struct expr *expr;
1404
1405   flat_table = XCNEWVEC (struct expr *, table->n_elems);
1406   hash_val = XNEWVEC (unsigned int, table->n_elems);
1407
1408   for (i = 0; i < (int) table->size; i++)
1409     for (expr = table->table[i]; expr != NULL; expr = expr->next_same_hash)
1410       {
1411         flat_table[expr->bitmap_index] = expr;
1412         hash_val[expr->bitmap_index] = i;
1413       }
1414
1415   fprintf (file, "%s hash table (%d buckets, %d entries)\n",
1416            name, table->size, table->n_elems);
1417
1418   for (i = 0; i < (int) table->n_elems; i++)
1419     if (flat_table[i] != 0)
1420       {
1421         expr = flat_table[i];
1422         fprintf (file, "Index %d (hash value %d; max distance %d)\n  ",
1423                  expr->bitmap_index, hash_val[i], expr->max_distance);
1424         print_rtl (file, expr->expr);
1425         fprintf (file, "\n");
1426       }
1427
1428   fprintf (file, "\n");
1429
1430   free (flat_table);
1431   free (hash_val);
1432 }
1433
1434 /* Record register first/last/block set information for REGNO in INSN.
1435
1436    first_set records the first place in the block where the register
1437    is set and is used to compute "anticipatability".
1438
1439    last_set records the last place in the block where the register
1440    is set and is used to compute "availability".
1441
1442    last_bb records the block for which first_set and last_set are
1443    valid, as a quick test to invalidate them.  */
1444
1445 static void
1446 record_last_reg_set_info (rtx insn, int regno)
1447 {
1448   struct reg_avail_info *info = &reg_avail_info[regno];
1449   int luid = DF_INSN_LUID (insn);
1450
1451   info->last_set = luid;
1452   if (info->last_bb != current_bb)
1453     {
1454       info->last_bb = current_bb;
1455       info->first_set = luid;
1456     }
1457 }
1458
1459 /* Record all of the canonicalized MEMs of record_last_mem_set_info's insn.
1460    Note we store a pair of elements in the list, so they have to be
1461    taken off pairwise.  */
1462
1463 static void
1464 canon_list_insert (rtx dest ATTRIBUTE_UNUSED, const_rtx x ATTRIBUTE_UNUSED,
1465                    void * v_insn)
1466 {
1467   rtx dest_addr, insn;
1468   int bb;
1469   modify_pair pair;
1470
1471   while (GET_CODE (dest) == SUBREG
1472       || GET_CODE (dest) == ZERO_EXTRACT
1473       || GET_CODE (dest) == STRICT_LOW_PART)
1474     dest = XEXP (dest, 0);
1475
1476   /* If DEST is not a MEM, then it will not conflict with a load.  Note
1477      that function calls are assumed to clobber memory, but are handled
1478      elsewhere.  */
1479
1480   if (! MEM_P (dest))
1481     return;
1482
1483   dest_addr = get_addr (XEXP (dest, 0));
1484   dest_addr = canon_rtx (dest_addr);
1485   insn = (rtx) v_insn;
1486   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1487
1488   pair.dest = dest;
1489   pair.dest_addr = dest_addr;
1490   canon_modify_mem_list[bb].safe_push (pair);
1491 }
1492
1493 /* Record memory modification information for INSN.  We do not actually care
1494    about the memory location(s) that are set, or even how they are set (consider
1495    a CALL_INSN).  We merely need to record which insns modify memory.  */
1496
1497 static void
1498 record_last_mem_set_info (rtx insn)
1499 {
1500   int bb;
1501
1502   if (! flag_gcse_lm)
1503     return;
1504
1505   /* load_killed_in_block_p will handle the case of calls clobbering
1506      everything.  */
1507   bb = BLOCK_FOR_INSN (insn)->index;
1508   modify_mem_list[bb].safe_push (insn);
1509   bitmap_set_bit (modify_mem_list_set, bb);
1510
1511   if (CALL_P (insn))
1512     bitmap_set_bit (blocks_with_calls, bb);
1513   else
1514     note_stores (PATTERN (insn), canon_list_insert, (void*) insn);
1515 }
1516
1517 /* Called from compute_hash_table via note_stores to handle one
1518    SET or CLOBBER in an insn.  DATA is really the instruction in which
1519    the SET is taking place.  */
1520
1521 static void
1522 record_last_set_info (rtx dest, const_rtx setter ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
1523 {
1524   rtx last_set_insn = (rtx) data;
1525
1526   if (GET_CODE (dest) == SUBREG)
1527     dest = SUBREG_REG (dest);
1528
1529   if (REG_P (dest))
1530     record_last_reg_set_info (last_set_insn, REGNO (dest));
1531   else if (MEM_P (dest)
1532            /* Ignore pushes, they clobber nothing.  */
1533            && ! push_operand (dest, GET_MODE (dest)))
1534     record_last_mem_set_info (last_set_insn);
1535 }
1536
1537 /* Top level function to create an expression hash table.
1538
1539    Expression entries are placed in the hash table if
1540    - they are of the form (set (pseudo-reg) src),
1541    - src is something we want to perform GCSE on,
1542    - none of the operands are subsequently modified in the block
1543
1544    Currently src must be a pseudo-reg or a const_int.
1545
1546    TABLE is the table computed.  */
1547
1548 static void
1549 compute_hash_table_work (struct hash_table_d *table)
1550 {
1551   int i;
1552
1553   /* re-Cache any INSN_LIST nodes we have allocated.  */
1554   clear_modify_mem_tables ();
1555   /* Some working arrays used to track first and last set in each block.  */
1556   reg_avail_info = GNEWVEC (struct reg_avail_info, max_reg_num ());
1557
1558   for (i = 0; i < max_reg_num (); ++i)
1559     reg_avail_info[i].last_bb = NULL;
1560
1561   FOR_EACH_BB (current_bb)
1562     {
1563       rtx insn;
1564       unsigned int regno;
1565
1566       /* First pass over the instructions records information used to
1567          determine when registers and memory are first and last set.  */
1568       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1569         {
1570           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
1571             continue;
1572
1573           if (CALL_P (insn))
1574             {
1575               hard_reg_set_iterator hrsi;
1576               EXECUTE_IF_SET_IN_HARD_REG_SET (regs_invalidated_by_call,
1577                                               0, regno, hrsi)
1578                 record_last_reg_set_info (insn, regno);
1579
1580               if (! RTL_CONST_OR_PURE_CALL_P (insn))
1581                 record_last_mem_set_info (insn);
1582             }
1583
1584           note_stores (PATTERN (insn), record_last_set_info, insn);
1585         }
1586
1587       /* The next pass builds the hash table.  */
1588       FOR_BB_INSNS (current_bb, insn)
1589         if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
1590           hash_scan_insn (insn, table);
1591     }
1592
1593   free (reg_avail_info);
1594   reg_avail_info = NULL;
1595 }
1596
1597 /* Allocate space for the set/expr hash TABLE.
1598    It is used to determine the number of buckets to use.  */
1599
1600 static void
1601 alloc_hash_table (struct hash_table_d *table)
1602 {
1603   int n;
1604
1605   n = get_max_insn_count ();
1606
1607   table->size = n / 4;
1608   if (table->size < 11)
1609     table->size = 11;
1610
1611   /* Attempt to maintain efficient use of hash table.
1612      Making it an odd number is simplest for now.
1613      ??? Later take some measurements.  */
1614   table->size |= 1;
1615   n = table->size * sizeof (struct expr *);
1616   table->table = GNEWVAR (struct expr *, n);
1617 }
1618
1619 /* Free things allocated by alloc_hash_table.  */
1620
1621 static void
1622 free_hash_table (struct hash_table_d *table)
1623 {
1624   free (table->table);
1625 }
1626
1627 /* Compute the expression hash table TABLE.  */
1628
1629 static void
1630 compute_hash_table (struct hash_table_d *table)
1631 {
1632   /* Initialize count of number of entries in hash table.  */
1633   table->n_elems = 0;
1634   memset (table->table, 0, table->size * sizeof (struct expr *));
1635
1636   compute_hash_table_work (table);
1637 }
1638 \f
1639 /* Expression tracking support.  */
1640
1641 /* Clear canon_modify_mem_list and modify_mem_list tables.  */
1642 static void
1643 clear_modify_mem_tables (void)
1644 {
1645   unsigned i;
1646   bitmap_iterator bi;
1647
1648   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (modify_mem_list_set, 0, i, bi)
1649     {
1650       modify_mem_list[i].release ();
1651       canon_modify_mem_list[i].release ();
1652     }
1653   bitmap_clear (modify_mem_list_set);
1654   bitmap_clear (blocks_with_calls);
1655 }
1656
1657 /* Release memory used by modify_mem_list_set.  */
1658
1659 static void
1660 free_modify_mem_tables (void)
1661 {
1662   clear_modify_mem_tables ();
1663   free (modify_mem_list);
1664   free (canon_modify_mem_list);
1665   modify_mem_list = 0;
1666   canon_modify_mem_list = 0;
1667 }
1668 \f
1669 /* For each block, compute whether X is transparent.  X is either an
1670    expression or an assignment [though we don't care which, for this context
1671    an assignment is treated as an expression].  For each block where an
1672    element of X is modified, reset the INDX bit in BMAP.  */
1673
1674 static void
1675 compute_transp (const_rtx x, int indx, sbitmap *bmap)
1676 {
1677   int i, j;
1678   enum rtx_code code;
1679   const char *fmt;
1680
1681   /* repeat is used to turn tail-recursion into iteration since GCC
1682      can't do it when there's no return value.  */
1683  repeat:
1684
1685   if (x == 0)
1686     return;
1687
1688   code = GET_CODE (x);
1689   switch (code)
1690     {
1691     case REG:
1692         {
1693           df_ref def;
1694           for (def = DF_REG_DEF_CHAIN (REGNO (x));
1695                def;
1696                def = DF_REF_NEXT_REG (def))
1697             bitmap_clear_bit (bmap[DF_REF_BB (def)->index], indx);
1698         }
1699
1700       return;
1701
1702     case MEM:
1703       if (! MEM_READONLY_P (x))
1704         {
1705           bitmap_iterator bi;
1706           unsigned bb_index;
1707           rtx x_addr;
1708
1709           x_addr = get_addr (XEXP (x, 0));
1710           x_addr = canon_rtx (x_addr);
1711
1712           /* First handle all the blocks with calls.  We don't need to
1713              do any list walking for them.  */
1714           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (blocks_with_calls, 0, bb_index, bi)
1715             {
1716               bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1717             }
1718
1719           /* Now iterate over the blocks which have memory modifications
1720              but which do not have any calls.  */
1721           EXECUTE_IF_AND_COMPL_IN_BITMAP (modify_mem_list_set,
1722                                           blocks_with_calls,
1723                                           0, bb_index, bi)
1724             {
1725               vec<modify_pair> list
1726                 = canon_modify_mem_list[bb_index];
1727               modify_pair *pair;
1728               unsigned ix;
1729
1730               FOR_EACH_VEC_ELT_REVERSE (list, ix, pair)
1731                 {
1732                   rtx dest = pair->dest;
1733                   rtx dest_addr = pair->dest_addr;
1734
1735                   if (canon_true_dependence (dest, GET_MODE (dest),
1736                                              dest_addr, x, x_addr))
1737                     bitmap_clear_bit (bmap[bb_index], indx);
1738                 }
1739             }
1740         }
1741
1742       x = XEXP (x, 0);
1743       goto repeat;
1744
1745     case PC:
1746     case CC0: /*FIXME*/
1747     case CONST:
1748     CASE_CONST_ANY:
1749     case SYMBOL_REF:
1750     case LABEL_REF:
1751     case ADDR_VEC:
1752     case ADDR_DIFF_VEC:
1753       return;
1754
1755     default:
1756       break;
1757     }
1758
1759   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
1760     {
1761       if (fmt[i] == 'e')
1762         {
1763           /* If we are about to do the last recursive call
1764              needed at this level, change it into iteration.
1765              This function is called enough to be worth it.  */
1766           if (i == 0)
1767             {
1768               x = XEXP (x, i);
1769               goto repeat;
1770             }
1771
1772           compute_transp (XEXP (x, i), indx, bmap);
1773         }
1774       else if (fmt[i] == 'E')
1775         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
1776           compute_transp (XVECEXP (x, i, j), indx, bmap);
1777     }
1778 }
1779 \f
1780 /* Compute PRE+LCM working variables.  */
1781
1782 /* Local properties of expressions.  */
1783
1784 /* Nonzero for expressions that are transparent in the block.  */
1785 static sbitmap *transp;
1786
1787 /* Nonzero for expressions that are computed (available) in the block.  */
1788 static sbitmap *comp;
1789
1790 /* Nonzero for expressions that are locally anticipatable in the block.  */
1791 static sbitmap *antloc;
1792
1793 /* Nonzero for expressions where this block is an optimal computation
1794    point.  */
1795 static sbitmap *pre_optimal;
1796
1797 /* Nonzero for expressions which are redundant in a particular block.  */
1798 static sbitmap *pre_redundant;
1799
1800 /* Nonzero for expressions which should be inserted on a specific edge.  */
1801 static sbitmap *pre_insert_map;
1802
1803 /* Nonzero for expressions which should be deleted in a specific block.  */
1804 static sbitmap *pre_delete_map;
1805
1806 /* Allocate vars used for PRE analysis.  */
1807
1808 static void
1809 alloc_pre_mem (int n_blocks, int n_exprs)
1810 {
1811   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1812   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1813   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1814
1815   pre_optimal = NULL;
1816   pre_redundant = NULL;
1817   pre_insert_map = NULL;
1818   pre_delete_map = NULL;
1819   ae_kill = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
1820
1821   /* pre_insert and pre_delete are allocated later.  */
1822 }
1823
1824 /* Free vars used for PRE analysis.  */
1825
1826 static void
1827 free_pre_mem (void)
1828 {
1829   sbitmap_vector_free (transp);
1830   sbitmap_vector_free (comp);
1831
1832   /* ANTLOC and AE_KILL are freed just after pre_lcm finishes.  */
1833
1834   if (pre_optimal)
1835     sbitmap_vector_free (pre_optimal);
1836   if (pre_redundant)
1837     sbitmap_vector_free (pre_redundant);
1838   if (pre_insert_map)
1839     sbitmap_vector_free (pre_insert_map);
1840   if (pre_delete_map)
1841     sbitmap_vector_free (pre_delete_map);
1842
1843   transp = comp = NULL;
1844   pre_optimal = pre_redundant = pre_insert_map = pre_delete_map = NULL;
1845 }
1846
1847 /* Remove certain expressions from anticipatable and transparent
1848    sets of basic blocks that have incoming abnormal edge.
1849    For PRE remove potentially trapping expressions to avoid placing
1850    them on abnormal edges.  For hoisting remove memory references that
1851    can be clobbered by calls.  */
1852
1853 static void
1854 prune_expressions (bool pre_p)
1855 {
1856   sbitmap prune_exprs;
1857   struct expr *expr;
1858   unsigned int ui;
1859   basic_block bb;
1860
1861   prune_exprs = sbitmap_alloc (expr_hash_table.n_elems);
1862   bitmap_clear (prune_exprs);
1863   for (ui = 0; ui < expr_hash_table.size; ui++)
1864     {
1865       for (expr = expr_hash_table.table[ui]; expr; expr = expr->next_same_hash)
1866         {
1867           /* Note potentially trapping expressions.  */
1868           if (may_trap_p (expr->expr))
1869             {
1870               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1871               continue;
1872             }
1873
1874           if (!pre_p && MEM_P (expr->expr))
1875             /* Note memory references that can be clobbered by a call.
1876                We do not split abnormal edges in hoisting, so would
1877                a memory reference get hoisted along an abnormal edge,
1878                it would be placed /before/ the call.  Therefore, only
1879                constant memory references can be hoisted along abnormal
1880                edges.  */
1881             {
1882               if (GET_CODE (XEXP (expr->expr, 0)) == SYMBOL_REF
1883                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (expr->expr, 0)))
1884                 continue;
1885
1886               if (MEM_READONLY_P (expr->expr)
1887                   && !MEM_VOLATILE_P (expr->expr)
1888                   && MEM_NOTRAP_P (expr->expr))
1889                 /* Constant memory reference, e.g., a PIC address.  */
1890                 continue;
1891
1892               /* ??? Optimally, we would use interprocedural alias
1893                  analysis to determine if this mem is actually killed
1894                  by this call.  */
1895
1896               bitmap_set_bit (prune_exprs, expr->bitmap_index);
1897             }
1898         }
1899     }
1900
1901   FOR_EACH_BB (bb)
1902     {
1903       edge e;
1904       edge_iterator ei;
1905
1906       /* If the current block is the destination of an abnormal edge, we
1907          kill all trapping (for PRE) and memory (for hoist) expressions
1908          because we won't be able to properly place the instruction on
1909          the edge.  So make them neither anticipatable nor transparent.
1910          This is fairly conservative.
1911
1912          ??? For hoisting it may be necessary to check for set-and-jump
1913          instructions here, not just for abnormal edges.  The general problem
1914          is that when an expression cannot not be placed right at the end of
1915          a basic block we should account for any side-effects of a subsequent
1916          jump instructions that could clobber the expression.  It would
1917          be best to implement this check along the lines of
1918          should_hoist_expr_to_dom where the target block is already known
1919          and, hence, there's no need to conservatively prune expressions on
1920          "intermediate" set-and-jump instructions.  */
1921       FOR_EACH_EDGE (e, ei, bb->preds)
1922         if ((e->flags & EDGE_ABNORMAL)
1923             && (pre_p || CALL_P (BB_END (e->src))))
1924           {
1925             bitmap_and_compl (antloc[bb->index],
1926                                 antloc[bb->index], prune_exprs);
1927             bitmap_and_compl (transp[bb->index],
1928                                 transp[bb->index], prune_exprs);
1929             break;
1930           }
1931     }
1932
1933   sbitmap_free (prune_exprs);
1934 }
1935
1936 /* It may be necessary to insert a large number of insns on edges to
1937    make the existing occurrences of expressions fully redundant.  This
1938    routine examines the set of insertions and deletions and if the ratio
1939    of insertions to deletions is too high for a particular expression, then
1940    the expression is removed from the insertion/deletion sets. 
1941
1942    N_ELEMS is the number of elements in the hash table.  */
1943
1944 static void
1945 prune_insertions_deletions (int n_elems)
1946 {
1947   sbitmap_iterator sbi;
1948   sbitmap prune_exprs;
1949
1950   /* We always use I to iterate over blocks/edges and J to iterate over
1951      expressions.  */
1952   unsigned int i, j;
1953
1954   /* Counts for the number of times an expression needs to be inserted and
1955      number of times an expression can be removed as a result.  */
1956   int *insertions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1957   int *deletions = GCNEWVEC (int, n_elems);
1958
1959   /* Set of expressions which require too many insertions relative to
1960      the number of deletions achieved.  We will prune these out of the
1961      insertion/deletion sets.  */
1962   prune_exprs = sbitmap_alloc (n_elems);
1963   bitmap_clear (prune_exprs);
1964
1965   /* Iterate over the edges counting the number of times each expression
1966      needs to be inserted.  */
1967   for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1968     {
1969       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_insert_map[i], 0, j, sbi)
1970         insertions[j]++;
1971     }
1972
1973   /* Similarly for deletions, but those occur in blocks rather than on
1974      edges.  */
1975   for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
1976     {
1977       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (pre_delete_map[i], 0, j, sbi)
1978         deletions[j]++;
1979     }
1980
1981   /* Now that we have accurate counts, iterate over the elements in the
1982      hash table and see if any need too many insertions relative to the
1983      number of evaluations that can be removed.  If so, mark them in
1984      PRUNE_EXPRS.  */
1985   for (j = 0; j < (unsigned) n_elems; j++)
1986     if (deletions[j]
1987         && ((unsigned) insertions[j] / deletions[j]) > MAX_GCSE_INSERTION_RATIO)
1988       bitmap_set_bit (prune_exprs, j);
1989
1990   /* Now prune PRE_INSERT_MAP and PRE_DELETE_MAP based on PRUNE_EXPRS.  */
1991   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (prune_exprs, 0, j, sbi)
1992     {
1993       for (i = 0; i < (unsigned) n_edges_for_fn (cfun); i++)
1994         bitmap_clear_bit (pre_insert_map[i], j);
1995
1996       for (i = 0; i < (unsigned) last_basic_block; i++)
1997         bitmap_clear_bit (pre_delete_map[i], j);
1998     }
1999
2000   sbitmap_free (prune_exprs);
2001   free (insertions);
2002   free (deletions);
2003 }
2004
2005 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by PRE.  */
2006
2007 static struct edge_list *
2008 compute_pre_data (void)
2009 {
2010   struct edge_list *edge_list;
2011   basic_block bb;
2012
2013   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2014   prune_expressions (true);
2015   bitmap_vector_clear (ae_kill, last_basic_block);
2016
2017   /* Compute ae_kill for each basic block using:
2018
2019      ~(TRANSP | COMP)
2020   */
2021
2022   FOR_EACH_BB (bb)
2023     {
2024       bitmap_ior (ae_kill[bb->index], transp[bb->index], comp[bb->index]);
2025       bitmap_not (ae_kill[bb->index], ae_kill[bb->index]);
2026     }
2027
2028   edge_list = pre_edge_lcm (expr_hash_table.n_elems, transp, comp, antloc,
2029                             ae_kill, &pre_insert_map, &pre_delete_map);
2030   sbitmap_vector_free (antloc);
2031   antloc = NULL;
2032   sbitmap_vector_free (ae_kill);
2033   ae_kill = NULL;
2034
2035   prune_insertions_deletions (expr_hash_table.n_elems);
2036
2037   return edge_list;
2038 }
2039 \f
2040 /* PRE utilities */
2041
2042 /* Return nonzero if an occurrence of expression EXPR in OCCR_BB would reach
2043    block BB.
2044
2045    VISITED is a pointer to a working buffer for tracking which BB's have
2046    been visited.  It is NULL for the top-level call.
2047
2048    We treat reaching expressions that go through blocks containing the same
2049    reaching expression as "not reaching".  E.g. if EXPR is generated in blocks
2050    2 and 3, INSN is in block 4, and 2->3->4, we treat the expression in block
2051    2 as not reaching.  The intent is to improve the probability of finding
2052    only one reaching expression and to reduce register lifetimes by picking
2053    the closest such expression.  */
2054
2055 static int
2056 pre_expr_reaches_here_p_work (basic_block occr_bb, struct expr *expr,
2057                               basic_block bb, char *visited)
2058 {
2059   edge pred;
2060   edge_iterator ei;
2061
2062   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
2063     {
2064       basic_block pred_bb = pred->src;
2065
2066       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)
2067           /* Has predecessor has already been visited?  */
2068           || visited[pred_bb->index])
2069         ;/* Nothing to do.  */
2070
2071       /* Does this predecessor generate this expression?  */
2072       else if (bitmap_bit_p (comp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2073         {
2074           /* Is this the occurrence we're looking for?
2075              Note that there's only one generating occurrence per block
2076              so we just need to check the block number.  */
2077           if (occr_bb == pred_bb)
2078             return 1;
2079
2080           visited[pred_bb->index] = 1;
2081         }
2082       /* Ignore this predecessor if it kills the expression.  */
2083       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
2084         visited[pred_bb->index] = 1;
2085
2086       /* Neither gen nor kill.  */
2087       else
2088         {
2089           visited[pred_bb->index] = 1;
2090           if (pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, pred_bb, visited))
2091             return 1;
2092         }
2093     }
2094
2095   /* All paths have been checked.  */
2096   return 0;
2097 }
2098
2099 /* The wrapper for pre_expr_reaches_here_work that ensures that any
2100    memory allocated for that function is returned.  */
2101
2102 static int
2103 pre_expr_reaches_here_p (basic_block occr_bb, struct expr *expr, basic_block bb)
2104 {
2105   int rval;
2106   char *visited = XCNEWVEC (char, last_basic_block);
2107
2108   rval = pre_expr_reaches_here_p_work (occr_bb, expr, bb, visited);
2109
2110   free (visited);
2111   return rval;
2112 }
2113 \f
2114 /* Generate RTL to copy an EXPR to its `reaching_reg' and return it.  */
2115
2116 static rtx
2117 process_insert_insn (struct expr *expr)
2118 {
2119   rtx reg = expr->reaching_reg;
2120   /* Copy the expression to make sure we don't have any sharing issues.  */
2121   rtx exp = copy_rtx (expr->expr);
2122   rtx pat;
2123
2124   start_sequence ();
2125
2126   /* If the expression is something that's an operand, like a constant,
2127      just copy it to a register.  */
2128   if (general_operand (exp, GET_MODE (reg)))
2129     emit_move_insn (reg, exp);
2130
2131   /* Otherwise, make a new insn to compute this expression and make sure the
2132      insn will be recognized (this also adds any needed CLOBBERs).  */
2133   else
2134     {
2135       rtx insn = emit_insn (gen_rtx_SET (VOIDmode, reg, exp));
2136
2137       if (insn_invalid_p (insn, false))
2138         gcc_unreachable ();
2139     }
2140
2141   pat = get_insns ();
2142   end_sequence ();
2143
2144   return pat;
2145 }
2146
2147 /* Add EXPR to the end of basic block BB.
2148
2149    This is used by both the PRE and code hoisting.  */
2150
2151 static void
2152 insert_insn_end_basic_block (struct expr *expr, basic_block bb)
2153 {
2154   rtx insn = BB_END (bb);
2155   rtx new_insn;
2156   rtx reg = expr->reaching_reg;
2157   int regno = REGNO (reg);
2158   rtx pat, pat_end;
2159
2160   pat = process_insert_insn (expr);
2161   gcc_assert (pat && INSN_P (pat));
2162
2163   pat_end = pat;
2164   while (NEXT_INSN (pat_end) != NULL_RTX)
2165     pat_end = NEXT_INSN (pat_end);
2166
2167   /* If the last insn is a jump, insert EXPR in front [taking care to
2168      handle cc0, etc. properly].  Similarly we need to care trapping
2169      instructions in presence of non-call exceptions.  */
2170
2171   if (JUMP_P (insn)
2172       || (NONJUMP_INSN_P (insn)
2173           && (!single_succ_p (bb)
2174               || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL)))
2175     {
2176 #ifdef HAVE_cc0
2177       /* FIXME: 'twould be nice to call prev_cc0_setter here but it aborts
2178          if cc0 isn't set.  */
2179       rtx note = find_reg_note (insn, REG_CC_SETTER, NULL_RTX);
2180       if (note)
2181         insn = XEXP (note, 0);
2182       else
2183         {
2184           rtx maybe_cc0_setter = prev_nonnote_insn (insn);
2185           if (maybe_cc0_setter
2186               && INSN_P (maybe_cc0_setter)
2187               && sets_cc0_p (PATTERN (maybe_cc0_setter)))
2188             insn = maybe_cc0_setter;
2189         }
2190 #endif
2191       /* FIXME: What if something in cc0/jump uses value set in new insn?  */
2192       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2193     }
2194
2195   /* Likewise if the last insn is a call, as will happen in the presence
2196      of exception handling.  */
2197   else if (CALL_P (insn)
2198            && (!single_succ_p (bb)
2199                || single_succ_edge (bb)->flags & EDGE_ABNORMAL))
2200     {
2201       /* Keeping in mind targets with small register classes and parameters
2202          in registers, we search backward and place the instructions before
2203          the first parameter is loaded.  Do this for everyone for consistency
2204          and a presumption that we'll get better code elsewhere as well.  */
2205
2206       /* Since different machines initialize their parameter registers
2207          in different orders, assume nothing.  Collect the set of all
2208          parameter registers.  */
2209       insn = find_first_parameter_load (insn, BB_HEAD (bb));
2210
2211       /* If we found all the parameter loads, then we want to insert
2212          before the first parameter load.
2213
2214          If we did not find all the parameter loads, then we might have
2215          stopped on the head of the block, which could be a CODE_LABEL.
2216          If we inserted before the CODE_LABEL, then we would be putting
2217          the insn in the wrong basic block.  In that case, put the insn
2218          after the CODE_LABEL.  Also, respect NOTE_INSN_BASIC_BLOCK.  */
2219       while (LABEL_P (insn)
2220              || NOTE_INSN_BASIC_BLOCK_P (insn))
2221         insn = NEXT_INSN (insn);
2222
2223       new_insn = emit_insn_before_noloc (pat, insn, bb);
2224     }
2225   else
2226     new_insn = emit_insn_after_noloc (pat, insn, bb);
2227
2228   while (1)
2229     {
2230       if (INSN_P (pat))
2231         add_label_notes (PATTERN (pat), new_insn);
2232       if (pat == pat_end)
2233         break;
2234       pat = NEXT_INSN (pat);
2235     }
2236
2237   gcse_create_count++;
2238
2239   if (dump_file)
2240     {
2241       fprintf (dump_file, "PRE/HOIST: end of bb %d, insn %d, ",
2242                bb->index, INSN_UID (new_insn));
2243       fprintf (dump_file, "copying expression %d to reg %d\n",
2244                expr->bitmap_index, regno);
2245     }
2246 }
2247
2248 /* Insert partially redundant expressions on edges in the CFG to make
2249    the expressions fully redundant.  */
2250
2251 static int
2252 pre_edge_insert (struct edge_list *edge_list, struct expr **index_map)
2253 {
2254   int e, i, j, num_edges, set_size, did_insert = 0;
2255   sbitmap *inserted;
2256
2257   /* Where PRE_INSERT_MAP is nonzero, we add the expression on that edge
2258      if it reaches any of the deleted expressions.  */
2259
2260   set_size = pre_insert_map[0]->size;
2261   num_edges = NUM_EDGES (edge_list);
2262   inserted = sbitmap_vector_alloc (num_edges, expr_hash_table.n_elems);
2263   bitmap_vector_clear (inserted, num_edges);
2264
2265   for (e = 0; e < num_edges; e++)
2266     {
2267       int indx;
2268       basic_block bb = INDEX_EDGE_PRED_BB (edge_list, e);
2269
2270       for (i = indx = 0; i < set_size; i++, indx += SBITMAP_ELT_BITS)
2271         {
2272           SBITMAP_ELT_TYPE insert = pre_insert_map[e]->elms[i];
2273
2274           for (j = indx;
2275                insert && j < (int) expr_hash_table.n_elems;
2276                j++, insert >>= 1)
2277             if ((insert & 1) != 0 && index_map[j]->reaching_reg != NULL_RTX)
2278               {
2279                 struct expr *expr = index_map[j];
2280                 struct occr *occr;
2281
2282                 /* Now look at each deleted occurrence of this expression.  */
2283                 for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2284                   {
2285                     if (! occr->deleted_p)
2286                       continue;
2287
2288                     /* Insert this expression on this edge if it would
2289                        reach the deleted occurrence in BB.  */
2290                     if (!bitmap_bit_p (inserted[e], j))
2291                       {
2292                         rtx insn;
2293                         edge eg = INDEX_EDGE (edge_list, e);
2294
2295                         /* We can't insert anything on an abnormal and
2296                            critical edge, so we insert the insn at the end of
2297                            the previous block. There are several alternatives
2298                            detailed in Morgans book P277 (sec 10.5) for
2299                            handling this situation.  This one is easiest for
2300                            now.  */
2301
2302                         if (eg->flags & EDGE_ABNORMAL)
2303                           insert_insn_end_basic_block (index_map[j], bb);
2304                         else
2305                           {
2306                             insn = process_insert_insn (index_map[j]);
2307                             insert_insn_on_edge (insn, eg);
2308                           }
2309
2310                         if (dump_file)
2311                           {
2312                             fprintf (dump_file, "PRE: edge (%d,%d), ",
2313                                      bb->index,
2314                                      INDEX_EDGE_SUCC_BB (edge_list, e)->index);
2315                             fprintf (dump_file, "copy expression %d\n",
2316                                      expr->bitmap_index);
2317                           }
2318
2319                         update_ld_motion_stores (expr);
2320                         bitmap_set_bit (inserted[e], j);
2321                         did_insert = 1;
2322                         gcse_create_count++;
2323                       }
2324                   }
2325               }
2326         }
2327     }
2328
2329   sbitmap_vector_free (inserted);
2330   return did_insert;
2331 }
2332
2333 /* Copy the result of EXPR->EXPR generated by INSN to EXPR->REACHING_REG.
2334    Given "old_reg <- expr" (INSN), instead of adding after it
2335      reaching_reg <- old_reg
2336    it's better to do the following:
2337      reaching_reg <- expr
2338      old_reg      <- reaching_reg
2339    because this way copy propagation can discover additional PRE
2340    opportunities.  But if this fails, we try the old way.
2341    When "expr" is a store, i.e.
2342    given "MEM <- old_reg", instead of adding after it
2343      reaching_reg <- old_reg
2344    it's better to add it before as follows:
2345      reaching_reg <- old_reg
2346      MEM          <- reaching_reg.  */
2347
2348 static void
2349 pre_insert_copy_insn (struct expr *expr, rtx insn)
2350 {
2351   rtx reg = expr->reaching_reg;
2352   int regno = REGNO (reg);
2353   int indx = expr->bitmap_index;
2354   rtx pat = PATTERN (insn);
2355   rtx set, first_set, new_insn;
2356   rtx old_reg;
2357   int i;
2358
2359   /* This block matches the logic in hash_scan_insn.  */
2360   switch (GET_CODE (pat))
2361     {
2362     case SET:
2363       set = pat;
2364       break;
2365
2366     case PARALLEL:
2367       /* Search through the parallel looking for the set whose
2368          source was the expression that we're interested in.  */
2369       first_set = NULL_RTX;
2370       set = NULL_RTX;
2371       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
2372         {
2373           rtx x = XVECEXP (pat, 0, i);
2374           if (GET_CODE (x) == SET)
2375             {
2376               /* If the source was a REG_EQUAL or REG_EQUIV note, we
2377                  may not find an equivalent expression, but in this
2378                  case the PARALLEL will have a single set.  */
2379               if (first_set == NULL_RTX)
2380                 first_set = x;
2381               if (expr_equiv_p (SET_SRC (x), expr->expr))
2382                 {
2383                   set = x;
2384                   break;
2385                 }
2386             }
2387         }
2388
2389       gcc_assert (first_set);
2390       if (set == NULL_RTX)
2391         set = first_set;
2392       break;
2393
2394     default:
2395       gcc_unreachable ();
2396     }
2397
2398   if (REG_P (SET_DEST (set)))
2399     {
2400       old_reg = SET_DEST (set);
2401       /* Check if we can modify the set destination in the original insn.  */
2402       if (validate_change (insn, &SET_DEST (set), reg, 0))
2403         {
2404           new_insn = gen_move_insn (old_reg, reg);
2405           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2406         }
2407       else
2408         {
2409           new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2410           new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2411         }
2412     }
2413   else /* This is possible only in case of a store to memory.  */
2414     {
2415       old_reg = SET_SRC (set);
2416       new_insn = gen_move_insn (reg, old_reg);
2417
2418       /* Check if we can modify the set source in the original insn.  */
2419       if (validate_change (insn, &SET_SRC (set), reg, 0))
2420         new_insn = emit_insn_before (new_insn, insn);
2421       else
2422         new_insn = emit_insn_after (new_insn, insn);
2423     }
2424
2425   gcse_create_count++;
2426
2427   if (dump_file)
2428     fprintf (dump_file,
2429              "PRE: bb %d, insn %d, copy expression %d in insn %d to reg %d\n",
2430               BLOCK_FOR_INSN (insn)->index, INSN_UID (new_insn), indx,
2431               INSN_UID (insn), regno);
2432 }
2433
2434 /* Copy available expressions that reach the redundant expression
2435    to `reaching_reg'.  */
2436
2437 static void
2438 pre_insert_copies (void)
2439 {
2440   unsigned int i, added_copy;
2441   struct expr *expr;
2442   struct occr *occr;
2443   struct occr *avail;
2444
2445   /* For each available expression in the table, copy the result to
2446      `reaching_reg' if the expression reaches a deleted one.
2447
2448      ??? The current algorithm is rather brute force.
2449      Need to do some profiling.  */
2450
2451   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2452     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2453       {
2454         /* If the basic block isn't reachable, PPOUT will be TRUE.  However,
2455            we don't want to insert a copy here because the expression may not
2456            really be redundant.  So only insert an insn if the expression was
2457            deleted.  This test also avoids further processing if the
2458            expression wasn't deleted anywhere.  */
2459         if (expr->reaching_reg == NULL)
2460           continue;
2461
2462         /* Set when we add a copy for that expression.  */
2463         added_copy = 0;
2464
2465         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2466           {
2467             if (! occr->deleted_p)
2468               continue;
2469
2470             for (avail = expr->avail_occr; avail != NULL; avail = avail->next)
2471               {
2472                 rtx insn = avail->insn;
2473
2474                 /* No need to handle this one if handled already.  */
2475                 if (avail->copied_p)
2476                   continue;
2477
2478                 /* Don't handle this one if it's a redundant one.  */
2479                 if (INSN_DELETED_P (insn))
2480                   continue;
2481
2482                 /* Or if the expression doesn't reach the deleted one.  */
2483                 if (! pre_expr_reaches_here_p (BLOCK_FOR_INSN (avail->insn),
2484                                                expr,
2485                                                BLOCK_FOR_INSN (occr->insn)))
2486                   continue;
2487
2488                 added_copy = 1;
2489
2490                 /* Copy the result of avail to reaching_reg.  */
2491                 pre_insert_copy_insn (expr, insn);
2492                 avail->copied_p = 1;
2493               }
2494           }
2495
2496           if (added_copy)
2497             update_ld_motion_stores (expr);
2498       }
2499 }
2500
2501 /* Emit move from SRC to DEST noting the equivalence with expression computed
2502    in INSN.  */
2503
2504 static rtx
2505 gcse_emit_move_after (rtx dest, rtx src, rtx insn)
2506 {
2507   rtx new_rtx;
2508   rtx set = single_set (insn), set2;
2509   rtx note;
2510   rtx eqv = NULL_RTX;
2511
2512   /* This should never fail since we're creating a reg->reg copy
2513      we've verified to be valid.  */
2514
2515   new_rtx = emit_insn_after (gen_move_insn (dest, src), insn);
2516
2517   /* Note the equivalence for local CSE pass.  Take the note from the old
2518      set if there was one.  Otherwise record the SET_SRC from the old set
2519      unless DEST is also an operand of the SET_SRC.  */
2520   set2 = single_set (new_rtx);
2521   if (!set2 || !rtx_equal_p (SET_DEST (set2), dest))
2522     return new_rtx;
2523   if ((note = find_reg_equal_equiv_note (insn)))
2524     eqv = XEXP (note, 0);
2525   else if (! REG_P (dest)
2526            || ! reg_mentioned_p (dest, SET_SRC (set)))
2527     eqv = SET_SRC (set);
2528
2529   if (eqv != NULL_RTX)
2530     set_unique_reg_note (new_rtx, REG_EQUAL, copy_insn_1 (eqv));
2531
2532   return new_rtx;
2533 }
2534
2535 /* Delete redundant computations.
2536    Deletion is done by changing the insn to copy the `reaching_reg' of
2537    the expression into the result of the SET.  It is left to later passes
2538    to propagate the copy or eliminate it.
2539
2540    Return nonzero if a change is made.  */
2541
2542 static int
2543 pre_delete (void)
2544 {
2545   unsigned int i;
2546   int changed;
2547   struct expr *expr;
2548   struct occr *occr;
2549
2550   changed = 0;
2551   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2552     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2553       {
2554         int indx = expr->bitmap_index;
2555
2556         /* We only need to search antic_occr since we require ANTLOC != 0.  */
2557         for (occr = expr->antic_occr; occr != NULL; occr = occr->next)
2558           {
2559             rtx insn = occr->insn;
2560             rtx set;
2561             basic_block bb = BLOCK_FOR_INSN (insn);
2562
2563             /* We only delete insns that have a single_set.  */
2564             if (bitmap_bit_p (pre_delete_map[bb->index], indx)
2565                 && (set = single_set (insn)) != 0
2566                 && dbg_cnt (pre_insn))
2567               {
2568                 /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
2569                    expressions into.  Get the mode for the new pseudo from
2570                    the mode of the original destination pseudo.  */
2571                 if (expr->reaching_reg == NULL)
2572                   expr->reaching_reg = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
2573
2574                 gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg, insn);
2575                 delete_insn (insn);
2576                 occr->deleted_p = 1;
2577                 changed = 1;
2578                 gcse_subst_count++;
2579
2580                 if (dump_file)
2581                   {
2582                     fprintf (dump_file,
2583                              "PRE: redundant insn %d (expression %d) in ",
2584                                INSN_UID (insn), indx);
2585                     fprintf (dump_file, "bb %d, reaching reg is %d\n",
2586                              bb->index, REGNO (expr->reaching_reg));
2587                   }
2588               }
2589           }
2590       }
2591
2592   return changed;
2593 }
2594
2595 /* Perform GCSE optimizations using PRE.
2596    This is called by one_pre_gcse_pass after all the dataflow analysis
2597    has been done.
2598
2599    This is based on the original Morel-Renvoise paper Fred Chow's thesis, and
2600    lazy code motion from Knoop, Ruthing and Steffen as described in Advanced
2601    Compiler Design and Implementation.
2602
2603    ??? A new pseudo reg is created to hold the reaching expression.  The nice
2604    thing about the classical approach is that it would try to use an existing
2605    reg.  If the register can't be adequately optimized [i.e. we introduce
2606    reload problems], one could add a pass here to propagate the new register
2607    through the block.
2608
2609    ??? We don't handle single sets in PARALLELs because we're [currently] not
2610    able to copy the rest of the parallel when we insert copies to create full
2611    redundancies from partial redundancies.  However, there's no reason why we
2612    can't handle PARALLELs in the cases where there are no partial
2613    redundancies.  */
2614
2615 static int
2616 pre_gcse (struct edge_list *edge_list)
2617 {
2618   unsigned int i;
2619   int did_insert, changed;
2620   struct expr **index_map;
2621   struct expr *expr;
2622
2623   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
2624      hash table entry.  */
2625
2626   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
2627   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
2628     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
2629       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
2630
2631   /* Delete the redundant insns first so that
2632      - we know what register to use for the new insns and for the other
2633        ones with reaching expressions
2634      - we know which insns are redundant when we go to create copies  */
2635
2636   changed = pre_delete ();
2637   did_insert = pre_edge_insert (edge_list, index_map);
2638
2639   /* In other places with reaching expressions, copy the expression to the
2640      specially allocated pseudo-reg that reaches the redundant expr.  */
2641   pre_insert_copies ();
2642   if (did_insert)
2643     {
2644       commit_edge_insertions ();
2645       changed = 1;
2646     }
2647
2648   free (index_map);
2649   return changed;
2650 }
2651
2652 /* Top level routine to perform one PRE GCSE pass.
2653
2654    Return nonzero if a change was made.  */
2655
2656 static int
2657 one_pre_gcse_pass (void)
2658 {
2659   int changed = 0;
2660
2661   gcse_subst_count = 0;
2662   gcse_create_count = 0;
2663
2664   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
2665   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
2666       || is_too_expensive (_("PRE disabled")))
2667     return 0;
2668
2669   /* We need alias.  */
2670   init_alias_analysis ();
2671
2672   bytes_used = 0;
2673   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
2674   alloc_gcse_mem ();
2675
2676   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
2677   add_noreturn_fake_exit_edges ();
2678   if (flag_gcse_lm)
2679     compute_ld_motion_mems ();
2680
2681   compute_hash_table (&expr_hash_table);
2682   if (flag_gcse_lm)
2683     trim_ld_motion_mems ();
2684   if (dump_file)
2685     dump_hash_table (dump_file, "Expression", &expr_hash_table);
2686
2687   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
2688     {
2689       struct edge_list *edge_list;
2690       alloc_pre_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
2691       edge_list = compute_pre_data ();
2692       changed |= pre_gcse (edge_list);
2693       free_edge_list (edge_list);
2694       free_pre_mem ();
2695     }
2696
2697   if (flag_gcse_lm)
2698     free_ld_motion_mems ();
2699   remove_fake_exit_edges ();
2700   free_hash_table (&expr_hash_table);
2701
2702   free_gcse_mem ();
2703   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
2704
2705   /* We are finished with alias.  */
2706   end_alias_analysis ();
2707
2708   if (dump_file)
2709     {
2710       fprintf (dump_file, "PRE GCSE of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
2711                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
2712                bytes_used);
2713       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
2714                gcse_subst_count, gcse_create_count);
2715     }
2716
2717   return changed;
2718 }
2719 \f
2720 /* If X contains any LABEL_REF's, add REG_LABEL_OPERAND notes for them
2721    to INSN.  If such notes are added to an insn which references a
2722    CODE_LABEL, the LABEL_NUSES count is incremented.  We have to add
2723    that note, because the following loop optimization pass requires
2724    them.  */
2725
2726 /* ??? If there was a jump optimization pass after gcse and before loop,
2727    then we would not need to do this here, because jump would add the
2728    necessary REG_LABEL_OPERAND and REG_LABEL_TARGET notes.  */
2729
2730 static void
2731 add_label_notes (rtx x, rtx insn)
2732 {
2733   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
2734   int i, j;
2735   const char *fmt;
2736
2737   if (code == LABEL_REF && !LABEL_REF_NONLOCAL_P (x))
2738     {
2739       /* This code used to ignore labels that referred to dispatch tables to
2740          avoid flow generating (slightly) worse code.
2741
2742          We no longer ignore such label references (see LABEL_REF handling in
2743          mark_jump_label for additional information).  */
2744
2745       /* There's no reason for current users to emit jump-insns with
2746          such a LABEL_REF, so we don't have to handle REG_LABEL_TARGET
2747          notes.  */
2748       gcc_assert (!JUMP_P (insn));
2749       add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, XEXP (x, 0));
2750
2751       if (LABEL_P (XEXP (x, 0)))
2752         LABEL_NUSES (XEXP (x, 0))++;
2753
2754       return;
2755     }
2756
2757   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1, fmt = GET_RTX_FORMAT (code); i >= 0; i--)
2758     {
2759       if (fmt[i] == 'e')
2760         add_label_notes (XEXP (x, i), insn);
2761       else if (fmt[i] == 'E')
2762         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
2763           add_label_notes (XVECEXP (x, i, j), insn);
2764     }
2765 }
2766
2767 /* Code Hoisting variables and subroutines.  */
2768
2769 /* Very busy expressions.  */
2770 static sbitmap *hoist_vbein;
2771 static sbitmap *hoist_vbeout;
2772
2773 /* ??? We could compute post dominators and run this algorithm in
2774    reverse to perform tail merging, doing so would probably be
2775    more effective than the tail merging code in jump.c.
2776
2777    It's unclear if tail merging could be run in parallel with
2778    code hoisting.  It would be nice.  */
2779
2780 /* Allocate vars used for code hoisting analysis.  */
2781
2782 static void
2783 alloc_code_hoist_mem (int n_blocks, int n_exprs)
2784 {
2785   antloc = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2786   transp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2787   comp = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2788
2789   hoist_vbein = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2790   hoist_vbeout = sbitmap_vector_alloc (n_blocks, n_exprs);
2791 }
2792
2793 /* Free vars used for code hoisting analysis.  */
2794
2795 static void
2796 free_code_hoist_mem (void)
2797 {
2798   sbitmap_vector_free (antloc);
2799   sbitmap_vector_free (transp);
2800   sbitmap_vector_free (comp);
2801
2802   sbitmap_vector_free (hoist_vbein);
2803   sbitmap_vector_free (hoist_vbeout);
2804
2805   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2806 }
2807
2808 /* Compute the very busy expressions at entry/exit from each block.
2809
2810    An expression is very busy if all paths from a given point
2811    compute the expression.  */
2812
2813 static void
2814 compute_code_hoist_vbeinout (void)
2815 {
2816   int changed, passes;
2817   basic_block bb;
2818
2819   bitmap_vector_clear (hoist_vbeout, last_basic_block);
2820   bitmap_vector_clear (hoist_vbein, last_basic_block);
2821
2822   passes = 0;
2823   changed = 1;
2824
2825   while (changed)
2826     {
2827       changed = 0;
2828
2829       /* We scan the blocks in the reverse order to speed up
2830          the convergence.  */
2831       FOR_EACH_BB_REVERSE (bb)
2832         {
2833           if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2834             {
2835               bitmap_intersection_of_succs (hoist_vbeout[bb->index],
2836                                             hoist_vbein, bb);
2837
2838               /* Include expressions in VBEout that are calculated
2839                  in BB and available at its end.  */
2840               bitmap_ior (hoist_vbeout[bb->index],
2841                               hoist_vbeout[bb->index], comp[bb->index]);
2842             }
2843
2844           changed |= bitmap_or_and (hoist_vbein[bb->index],
2845                                               antloc[bb->index],
2846                                               hoist_vbeout[bb->index],
2847                                               transp[bb->index]);
2848         }
2849
2850       passes++;
2851     }
2852
2853   if (dump_file)
2854     {
2855       fprintf (dump_file, "hoisting vbeinout computation: %d passes\n", passes);
2856
2857       FOR_EACH_BB (bb)
2858         {
2859           fprintf (dump_file, "vbein (%d): ", bb->index);
2860           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbein[bb->index]);
2861           fprintf (dump_file, "vbeout(%d): ", bb->index);
2862           dump_bitmap_file (dump_file, hoist_vbeout[bb->index]);
2863         }
2864     }
2865 }
2866
2867 /* Top level routine to do the dataflow analysis needed by code hoisting.  */
2868
2869 static void
2870 compute_code_hoist_data (void)
2871 {
2872   compute_local_properties (transp, comp, antloc, &expr_hash_table);
2873   prune_expressions (false);
2874   compute_code_hoist_vbeinout ();
2875   calculate_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
2876   if (dump_file)
2877     fprintf (dump_file, "\n");
2878 }
2879
2880 /* Update register pressure for BB when hoisting an expression from
2881    instruction FROM, if live ranges of inputs are shrunk.  Also
2882    maintain live_in information if live range of register referred
2883    in FROM is shrunk.
2884    
2885    Return 0 if register pressure doesn't change, otherwise return
2886    the number by which register pressure is decreased.
2887    
2888    NOTE: Register pressure won't be increased in this function.  */
2889
2890 static int
2891 update_bb_reg_pressure (basic_block bb, rtx from)
2892 {
2893   rtx dreg, insn;
2894   basic_block succ_bb;
2895   df_ref *op, op_ref;
2896   edge succ;
2897   edge_iterator ei;
2898   int decreased_pressure = 0;
2899   int nregs;
2900   enum reg_class pressure_class;
2901   
2902   for (op = DF_INSN_USES (from); *op; op++)
2903     {
2904       dreg = DF_REF_REAL_REG (*op);
2905       /* The live range of register is shrunk only if it isn't:
2906          1. referred on any path from the end of this block to EXIT, or
2907          2. referred by insns other than FROM in this block.  */
2908       FOR_EACH_EDGE (succ, ei, bb->succs)
2909         {
2910           succ_bb = succ->dest;
2911           if (succ_bb == EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
2912             continue;
2913
2914           if (bitmap_bit_p (BB_DATA (succ_bb)->live_in, REGNO (dreg)))
2915             break;
2916         }
2917       if (succ != NULL)
2918         continue;
2919
2920       op_ref = DF_REG_USE_CHAIN (REGNO (dreg));
2921       for (; op_ref; op_ref = DF_REF_NEXT_REG (op_ref))
2922         {
2923           if (!DF_REF_INSN_INFO (op_ref))
2924             continue;
2925
2926           insn = DF_REF_INSN (op_ref);
2927           if (BLOCK_FOR_INSN (insn) == bb
2928               && NONDEBUG_INSN_P (insn) && insn != from)
2929             break;
2930         }
2931
2932       pressure_class = get_regno_pressure_class (REGNO (dreg), &nregs);
2933       /* Decrease register pressure and update live_in information for
2934          this block.  */
2935       if (!op_ref && pressure_class != NO_REGS)
2936         {
2937           decreased_pressure += nregs;
2938           BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
2939           bitmap_clear_bit (BB_DATA (bb)->live_in, REGNO (dreg));
2940         }
2941     }
2942   return decreased_pressure;
2943 }
2944
2945 /* Determine if the expression EXPR should be hoisted to EXPR_BB up in
2946    flow graph, if it can reach BB unimpared.  Stop the search if the
2947    expression would need to be moved more than DISTANCE instructions.
2948
2949    DISTANCE is the number of instructions through which EXPR can be
2950    hoisted up in flow graph.
2951
2952    BB_SIZE points to an array which contains the number of instructions
2953    for each basic block.
2954
2955    PRESSURE_CLASS and NREGS are register class and number of hard registers
2956    for storing EXPR.
2957
2958    HOISTED_BBS points to a bitmap indicating basic blocks through which
2959    EXPR is hoisted.
2960
2961    FROM is the instruction from which EXPR is hoisted.
2962
2963    It's unclear exactly what Muchnick meant by "unimpared".  It seems
2964    to me that the expression must either be computed or transparent in
2965    *every* block in the path(s) from EXPR_BB to BB.  Any other definition
2966    would allow the expression to be hoisted out of loops, even if
2967    the expression wasn't a loop invariant.
2968
2969    Contrast this to reachability for PRE where an expression is
2970    considered reachable if *any* path reaches instead of *all*
2971    paths.  */
2972
2973 static int
2974 should_hoist_expr_to_dom (basic_block expr_bb, struct expr *expr,
2975                           basic_block bb, sbitmap visited, int distance,
2976                           int *bb_size, enum reg_class pressure_class,
2977                           int *nregs, bitmap hoisted_bbs, rtx from)
2978 {
2979   unsigned int i;
2980   edge pred;
2981   edge_iterator ei;
2982   sbitmap_iterator sbi;
2983   int visited_allocated_locally = 0;
2984   int decreased_pressure = 0;
2985
2986   if (flag_ira_hoist_pressure)
2987     {
2988       /* Record old information of basic block BB when it is visited
2989          at the first time.  */
2990       if (!bitmap_bit_p (hoisted_bbs, bb->index))
2991         {
2992           struct bb_data *data = BB_DATA (bb);
2993           bitmap_copy (data->backup, data->live_in);
2994           data->old_pressure = data->max_reg_pressure[pressure_class];
2995         }
2996       decreased_pressure = update_bb_reg_pressure (bb, from);
2997     }
2998   /* Terminate the search if distance, for which EXPR is allowed to move,
2999      is exhausted.  */
3000   if (distance > 0)
3001     {
3002       if (flag_ira_hoist_pressure)
3003         {
3004           /* Prefer to hoist EXPR if register pressure is decreased.  */
3005           if (decreased_pressure > *nregs)
3006             distance += bb_size[bb->index];
3007           /* Let EXPR be hoisted through basic block at no cost if one
3008              of following conditions is satisfied:
3009
3010              1. The basic block has low register pressure.
3011              2. Register pressure won't be increases after hoisting EXPR.
3012
3013              Constant expressions is handled conservatively, because
3014              hoisting constant expression aggressively results in worse
3015              code.  This decision is made by the observation of CSiBE
3016              on ARM target, while it has no obvious effect on other
3017              targets like x86, x86_64, mips and powerpc.  */
3018           else if (CONST_INT_P (expr->expr)
3019                    || (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3020                          >= ira_class_hard_regs_num[pressure_class]
3021                        && decreased_pressure < *nregs))
3022             distance -= bb_size[bb->index];
3023         }
3024       else
3025         distance -= bb_size[bb->index];
3026
3027       if (distance <= 0)
3028         return 0;
3029     }
3030   else
3031     gcc_assert (distance == 0);
3032
3033   if (visited == NULL)
3034     {
3035       visited_allocated_locally = 1;
3036       visited = sbitmap_alloc (last_basic_block);
3037       bitmap_clear (visited);
3038     }
3039
3040   FOR_EACH_EDGE (pred, ei, bb->preds)
3041     {
3042       basic_block pred_bb = pred->src;
3043
3044       if (pred->src == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun))
3045         break;
3046       else if (pred_bb == expr_bb)
3047         continue;
3048       else if (bitmap_bit_p (visited, pred_bb->index))
3049         continue;
3050       else if (! bitmap_bit_p (transp[pred_bb->index], expr->bitmap_index))
3051         break;
3052       /* Not killed.  */
3053       else
3054         {
3055           bitmap_set_bit (visited, pred_bb->index);
3056           if (! should_hoist_expr_to_dom (expr_bb, expr, pred_bb,
3057                                           visited, distance, bb_size,
3058                                           pressure_class, nregs,
3059                                           hoisted_bbs, from))
3060             break;
3061         }
3062     }
3063   if (visited_allocated_locally)
3064     {
3065       /* If EXPR can be hoisted to expr_bb, record basic blocks through
3066          which EXPR is hoisted in hoisted_bbs.  */
3067       if (flag_ira_hoist_pressure && !pred)
3068         {
3069           /* Record the basic block from which EXPR is hoisted.  */
3070           bitmap_set_bit (visited, bb->index);
3071           EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (visited, 0, i, sbi)
3072             bitmap_set_bit (hoisted_bbs, i);
3073         }
3074       sbitmap_free (visited);
3075     }
3076
3077   return (pred == NULL);
3078 }
3079 \f
3080 /* Find occurrence in BB.  */
3081
3082 static struct occr *
3083 find_occr_in_bb (struct occr *occr, basic_block bb)
3084 {
3085   /* Find the right occurrence of this expression.  */
3086   while (occr && BLOCK_FOR_INSN (occr->insn) != bb)
3087     occr = occr->next;
3088
3089   return occr;
3090 }
3091
3092 /* Actually perform code hoisting.
3093
3094    The code hoisting pass can hoist multiple computations of the same
3095    expression along dominated path to a dominating basic block, like
3096    from b2/b3 to b1 as depicted below:
3097
3098           b1      ------
3099           /\         |
3100          /  \        |
3101         bx   by   distance
3102        /      \      |
3103       /        \     |
3104      b2        b3 ------
3105
3106    Unfortunately code hoisting generally extends the live range of an
3107    output pseudo register, which increases register pressure and hurts
3108    register allocation.  To address this issue, an attribute MAX_DISTANCE
3109    is computed and attached to each expression.  The attribute is computed
3110    from rtx cost of the corresponding expression and it's used to control
3111    how long the expression can be hoisted up in flow graph.  As the
3112    expression is hoisted up in flow graph, GCC decreases its DISTANCE
3113    and stops the hoist if DISTANCE reaches 0.  Code hoisting can decrease
3114    register pressure if live ranges of inputs are shrunk.
3115
3116    Option "-fira-hoist-pressure" implements register pressure directed
3117    hoist based on upper method.  The rationale is:
3118      1. Calculate register pressure for each basic block by reusing IRA
3119         facility.
3120      2. When expression is hoisted through one basic block, GCC checks
3121         the change of live ranges for inputs/output.  The basic block's
3122         register pressure will be increased because of extended live
3123         range of output.  However, register pressure will be decreased
3124         if the live ranges of inputs are shrunk.
3125      3. After knowing how hoisting affects register pressure, GCC prefers
3126         to hoist the expression if it can decrease register pressure, by
3127         increasing DISTANCE of the corresponding expression.
3128      4. If hoisting the expression increases register pressure, GCC checks
3129         register pressure of the basic block and decrease DISTANCE only if
3130         the register pressure is high.  In other words, expression will be
3131         hoisted through at no cost if the basic block has low register
3132         pressure.
3133      5. Update register pressure information for basic blocks through
3134         which expression is hoisted.  */
3135
3136 static int
3137 hoist_code (void)
3138 {
3139   basic_block bb, dominated;
3140   vec<basic_block> dom_tree_walk;
3141   unsigned int dom_tree_walk_index;
3142   vec<basic_block> domby;
3143   unsigned int i, j, k;
3144   struct expr **index_map;
3145   struct expr *expr;
3146   int *to_bb_head;
3147   int *bb_size;
3148   int changed = 0;
3149   struct bb_data *data;
3150   /* Basic blocks that have occurrences reachable from BB.  */
3151   bitmap from_bbs;
3152   /* Basic blocks through which expr is hoisted.  */
3153   bitmap hoisted_bbs = NULL;
3154   bitmap_iterator bi;
3155
3156   /* Compute a mapping from expression number (`bitmap_index') to
3157      hash table entry.  */
3158
3159   index_map = XCNEWVEC (struct expr *, expr_hash_table.n_elems);
3160   for (i = 0; i < expr_hash_table.size; i++)
3161     for (expr = expr_hash_table.table[i]; expr; expr = expr->next_same_hash)
3162       index_map[expr->bitmap_index] = expr;
3163
3164   /* Calculate sizes of basic blocks and note how far
3165      each instruction is from the start of its block.  We then use this
3166      data to restrict distance an expression can travel.  */
3167
3168   to_bb_head = XCNEWVEC (int, get_max_uid ());
3169   bb_size = XCNEWVEC (int, last_basic_block);
3170
3171   FOR_EACH_BB (bb)
3172     {
3173       rtx insn;
3174       int to_head;
3175
3176       to_head = 0;
3177       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3178         {
3179           /* Don't count debug instructions to avoid them affecting
3180              decision choices.  */
3181           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3182             to_bb_head[INSN_UID (insn)] = to_head++;
3183         }
3184
3185       bb_size[bb->index] = to_head;
3186     }
3187
3188   gcc_assert (EDGE_COUNT (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->succs) == 1
3189               && (EDGE_SUCC (ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun), 0)->dest
3190                   == ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb));
3191
3192   from_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3193   if (flag_ira_hoist_pressure)
3194     hoisted_bbs = BITMAP_ALLOC (NULL);
3195
3196   dom_tree_walk = get_all_dominated_blocks (CDI_DOMINATORS,
3197                                             ENTRY_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->next_bb);
3198
3199   /* Walk over each basic block looking for potentially hoistable
3200      expressions, nothing gets hoisted from the entry block.  */
3201   FOR_EACH_VEC_ELT (dom_tree_walk, dom_tree_walk_index, bb)
3202     {
3203       domby = get_dominated_to_depth (CDI_DOMINATORS, bb, MAX_HOIST_DEPTH);
3204
3205       if (domby.length () == 0)
3206         continue;
3207
3208       /* Examine each expression that is very busy at the exit of this
3209          block.  These are the potentially hoistable expressions.  */
3210       for (i = 0; i < SBITMAP_SIZE (hoist_vbeout[bb->index]); i++)
3211         {
3212           if (bitmap_bit_p (hoist_vbeout[bb->index], i))
3213             {
3214               int nregs = 0;
3215               enum reg_class pressure_class = NO_REGS;
3216               /* Current expression.  */
3217               struct expr *expr = index_map[i];
3218               /* Number of occurrences of EXPR that can be hoisted to BB.  */
3219               int hoistable = 0;
3220               /* Occurrences reachable from BB.  */
3221               vec<occr_t> occrs_to_hoist = vNULL;
3222               /* We want to insert the expression into BB only once, so
3223                  note when we've inserted it.  */
3224               int insn_inserted_p;
3225               occr_t occr;
3226
3227               /* If an expression is computed in BB and is available at end of
3228                  BB, hoist all occurrences dominated by BB to BB.  */
3229               if (bitmap_bit_p (comp[bb->index], i))
3230                 {
3231                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, bb);
3232
3233                   if (occr)
3234                     {
3235                       /* An occurrence might've been already deleted
3236                          while processing a dominator of BB.  */
3237                       if (!occr->deleted_p)
3238                         {
3239                           gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3240                           hoistable++;
3241                         }
3242                     }
3243                   else
3244                     hoistable++;
3245                 }
3246
3247               /* We've found a potentially hoistable expression, now
3248                  we look at every block BB dominates to see if it
3249                  computes the expression.  */
3250               FOR_EACH_VEC_ELT (domby, j, dominated)
3251                 {
3252                   int max_distance;
3253
3254                   /* Ignore self dominance.  */
3255                   if (bb == dominated)
3256                     continue;
3257                   /* We've found a dominated block, now see if it computes
3258                      the busy expression and whether or not moving that
3259                      expression to the "beginning" of that block is safe.  */
3260                   if (!bitmap_bit_p (antloc[dominated->index], i))
3261                     continue;
3262
3263                   occr = find_occr_in_bb (expr->antic_occr, dominated);
3264                   gcc_assert (occr);
3265
3266                   /* An occurrence might've been already deleted
3267                      while processing a dominator of BB.  */
3268                   if (occr->deleted_p)
3269                     continue;
3270                   gcc_assert (NONDEBUG_INSN_P (occr->insn));
3271
3272                   max_distance = expr->max_distance;
3273                   if (max_distance > 0)
3274                     /* Adjust MAX_DISTANCE to account for the fact that
3275                        OCCR won't have to travel all of DOMINATED, but
3276                        only part of it.  */
3277                     max_distance += (bb_size[dominated->index]
3278                                      - to_bb_head[INSN_UID (occr->insn)]);
3279
3280                   pressure_class = get_pressure_class_and_nregs (occr->insn,
3281                                                                  &nregs);
3282
3283                   /* Note if the expression should be hoisted from the dominated
3284                      block to BB if it can reach DOMINATED unimpared.
3285
3286                      Keep track of how many times this expression is hoistable
3287                      from a dominated block into BB.  */
3288                   if (should_hoist_expr_to_dom (bb, expr, dominated, NULL,
3289                                                 max_distance, bb_size,
3290                                                 pressure_class, &nregs,
3291                                                 hoisted_bbs, occr->insn))
3292                     {
3293                       hoistable++;
3294                       occrs_to_hoist.safe_push (occr);
3295                       bitmap_set_bit (from_bbs, dominated->index);
3296                     }
3297                 }
3298
3299               /* If we found more than one hoistable occurrence of this
3300                  expression, then note it in the vector of expressions to
3301                  hoist.  It makes no sense to hoist things which are computed
3302                  in only one BB, and doing so tends to pessimize register
3303                  allocation.  One could increase this value to try harder
3304                  to avoid any possible code expansion due to register
3305                  allocation issues; however experiments have shown that
3306                  the vast majority of hoistable expressions are only movable
3307                  from two successors, so raising this threshold is likely
3308                  to nullify any benefit we get from code hoisting.  */
3309               if (hoistable > 1 && dbg_cnt (hoist_insn))
3310                 {
3311                   /* If (hoistable != vec::length), then there is
3312                      an occurrence of EXPR in BB itself.  Don't waste
3313                      time looking for LCA in this case.  */
3314                   if ((unsigned) hoistable == occrs_to_hoist.length ())
3315                     {
3316                       basic_block lca;
3317
3318                       lca = nearest_common_dominator_for_set (CDI_DOMINATORS,
3319                                                               from_bbs);
3320                       if (lca != bb)
3321                         /* Punt, it's better to hoist these occurrences to
3322                            LCA.  */
3323                         occrs_to_hoist.release ();
3324                     }
3325                 }
3326               else
3327                 /* Punt, no point hoisting a single occurrence.  */
3328                 occrs_to_hoist.release ();
3329
3330               if (flag_ira_hoist_pressure
3331                   && !occrs_to_hoist.is_empty ())
3332                 {
3333                   /* Increase register pressure of basic blocks to which
3334                      expr is hoisted because of extended live range of
3335                      output.  */
3336                   data = BB_DATA (bb);
3337                   data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3338                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3339                     {
3340                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK (k));
3341                       data->max_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3342                     }
3343                 }
3344               else if (flag_ira_hoist_pressure)
3345                 {
3346                   /* Restore register pressure and live_in info for basic
3347                      blocks recorded in hoisted_bbs when expr will not be
3348                      hoisted.  */
3349                   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (hoisted_bbs, 0, k, bi)
3350                     {
3351                       data = BB_DATA (BASIC_BLOCK (k));
3352                       bitmap_copy (data->live_in, data->backup);
3353                       data->max_reg_pressure[pressure_class]
3354                           = data->old_pressure;
3355                     }
3356                 }
3357
3358               if (flag_ira_hoist_pressure)
3359                 bitmap_clear (hoisted_bbs);
3360
3361               insn_inserted_p = 0;
3362
3363               /* Walk through occurrences of I'th expressions we want
3364                  to hoist to BB and make the transformations.  */
3365               FOR_EACH_VEC_ELT (occrs_to_hoist, j, occr)
3366                 {
3367                   rtx insn;
3368                   rtx set;
3369
3370                   gcc_assert (!occr->deleted_p);
3371
3372                   insn = occr->insn;
3373                   set = single_set (insn);
3374                   gcc_assert (set);
3375
3376                   /* Create a pseudo-reg to store the result of reaching
3377                      expressions into.  Get the mode for the new pseudo
3378                      from the mode of the original destination pseudo.
3379
3380                      It is important to use new pseudos whenever we
3381                      emit a set.  This will allow reload to use
3382                      rematerialization for such registers.  */
3383                   if (!insn_inserted_p)
3384                     expr->reaching_reg
3385                       = gen_reg_rtx_and_attrs (SET_DEST (set));
3386
3387                   gcse_emit_move_after (SET_DEST (set), expr->reaching_reg,
3388                                         insn);
3389                   delete_insn (insn);
3390                   occr->deleted_p = 1;
3391                   changed = 1;
3392                   gcse_subst_count++;
3393
3394                   if (!insn_inserted_p)
3395                     {
3396                       insert_insn_end_basic_block (expr, bb);
3397                       insn_inserted_p = 1;
3398                     }
3399                 }
3400
3401               occrs_to_hoist.release ();
3402               bitmap_clear (from_bbs);
3403             }
3404         }
3405       domby.release ();
3406     }
3407
3408   dom_tree_walk.release ();
3409   BITMAP_FREE (from_bbs);
3410   if (flag_ira_hoist_pressure)
3411     BITMAP_FREE (hoisted_bbs);
3412
3413   free (bb_size);
3414   free (to_bb_head);
3415   free (index_map);
3416
3417   return changed;
3418 }
3419
3420 /* Return pressure class and number of needed hard registers (through
3421    *NREGS) of register REGNO.  */
3422 static enum reg_class
3423 get_regno_pressure_class (int regno, int *nregs)
3424 {
3425   if (regno >= FIRST_PSEUDO_REGISTER)
3426     {
3427       enum reg_class pressure_class;
3428
3429       pressure_class = reg_allocno_class (regno);
3430       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3431       *nregs
3432         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][PSEUDO_REGNO_MODE (regno)];
3433       return pressure_class;
3434     }
3435   else if (! TEST_HARD_REG_BIT (ira_no_alloc_regs, regno)
3436            && ! TEST_HARD_REG_BIT (eliminable_regset, regno))
3437     {
3438       *nregs = 1;
3439       return ira_pressure_class_translate[REGNO_REG_CLASS (regno)];
3440     }
3441   else
3442     {
3443       *nregs = 0;
3444       return NO_REGS;
3445     }
3446 }
3447
3448 /* Return pressure class and number of hard registers (through *NREGS)
3449    for destination of INSN. */
3450 static enum reg_class
3451 get_pressure_class_and_nregs (rtx insn, int *nregs)
3452 {
3453   rtx reg;
3454   enum reg_class pressure_class;
3455   rtx set = single_set (insn);
3456
3457   /* Considered invariant insns have only one set.  */
3458   gcc_assert (set != NULL_RTX);
3459   reg = SET_DEST (set);
3460   if (GET_CODE (reg) == SUBREG)
3461     reg = SUBREG_REG (reg);
3462   if (MEM_P (reg))
3463     {
3464       *nregs = 0;
3465       pressure_class = NO_REGS;
3466     }
3467   else
3468     {
3469       gcc_assert (REG_P (reg));
3470       pressure_class = reg_allocno_class (REGNO (reg));
3471       pressure_class = ira_pressure_class_translate[pressure_class];
3472       *nregs
3473         = ira_reg_class_max_nregs[pressure_class][GET_MODE (SET_SRC (set))];
3474     }
3475   return pressure_class;
3476 }
3477
3478 /* Increase (if INCR_P) or decrease current register pressure for
3479    register REGNO.  */
3480 static void
3481 change_pressure (int regno, bool incr_p)
3482 {
3483   int nregs;
3484   enum reg_class pressure_class;
3485
3486   pressure_class = get_regno_pressure_class (regno, &nregs);
3487   if (! incr_p)
3488     curr_reg_pressure[pressure_class] -= nregs;
3489   else
3490     {
3491       curr_reg_pressure[pressure_class] += nregs;
3492       if (BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3493           < curr_reg_pressure[pressure_class])
3494         BB_DATA (curr_bb)->max_reg_pressure[pressure_class]
3495           = curr_reg_pressure[pressure_class];
3496     }
3497 }
3498
3499 /* Calculate register pressure for each basic block by walking insns
3500    from last to first.  */
3501 static void
3502 calculate_bb_reg_pressure (void)
3503 {
3504   int i;
3505   unsigned int j;
3506   rtx insn;
3507   basic_block bb;
3508   bitmap curr_regs_live;
3509   bitmap_iterator bi;
3510
3511
3512   ira_setup_eliminable_regset ();
3513   curr_regs_live = BITMAP_ALLOC (&reg_obstack);
3514   FOR_EACH_BB (bb)
3515     {
3516       curr_bb = bb;
3517       BB_DATA (bb)->live_in = BITMAP_ALLOC (NULL);
3518       BB_DATA (bb)->backup = BITMAP_ALLOC (NULL);
3519       bitmap_copy (BB_DATA (bb)->live_in, df_get_live_in (bb));
3520       bitmap_copy (curr_regs_live, df_get_live_out (bb));
3521       for (i = 0; i < ira_pressure_classes_num; i++)
3522         curr_reg_pressure[ira_pressure_classes[i]] = 0;
3523       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (curr_regs_live, 0, j, bi)
3524         change_pressure (j, true);
3525
3526       FOR_BB_INSNS_REVERSE (bb, insn)
3527         {
3528           rtx dreg;
3529           int regno;
3530           df_ref *def_rec, *use_rec;
3531
3532           if (! NONDEBUG_INSN_P (insn))
3533             continue;
3534
3535           for (def_rec = DF_INSN_DEFS (insn); *def_rec; def_rec++)
3536             {
3537               dreg = DF_REF_REAL_REG (*def_rec);
3538               gcc_assert (REG_P (dreg));
3539               regno = REGNO (dreg);
3540               if (!(DF_REF_FLAGS (*def_rec) 
3541                     & (DF_REF_PARTIAL | DF_REF_CONDITIONAL)))
3542                 {
3543                   if (bitmap_clear_bit (curr_regs_live, regno))
3544                     change_pressure (regno, false);
3545                 }
3546             }
3547
3548           for (use_rec = DF_INSN_USES (insn); *use_rec; use_rec++)
3549             {
3550               dreg = DF_REF_REAL_REG (*use_rec);
3551               gcc_assert (REG_P (dreg));
3552               regno = REGNO (dreg);
3553               if (bitmap_set_bit (curr_regs_live, regno))
3554                 change_pressure (regno, true);
3555             }
3556         }
3557     }
3558   BITMAP_FREE (curr_regs_live);
3559
3560   if (dump_file == NULL)
3561     return;
3562
3563   fprintf (dump_file, "\nRegister Pressure: \n");
3564   FOR_EACH_BB (bb)
3565     {
3566       fprintf (dump_file, "  Basic block %d: \n", bb->index);
3567       for (i = 0; (int) i < ira_pressure_classes_num; i++)
3568         {
3569           enum reg_class pressure_class;
3570
3571           pressure_class = ira_pressure_classes[i];
3572           if (BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class] == 0)
3573             continue;
3574
3575           fprintf (dump_file, "    %s=%d\n", reg_class_names[pressure_class],
3576                    BB_DATA (bb)->max_reg_pressure[pressure_class]);
3577         }
3578     }
3579   fprintf (dump_file, "\n");
3580 }
3581
3582 /* Top level routine to perform one code hoisting (aka unification) pass
3583
3584    Return nonzero if a change was made.  */
3585
3586 static int
3587 one_code_hoisting_pass (void)
3588 {
3589   int changed = 0;
3590
3591   gcse_subst_count = 0;
3592   gcse_create_count = 0;
3593
3594   /* Return if there's nothing to do, or it is too expensive.  */
3595   if (n_basic_blocks_for_fn (cfun) <= NUM_FIXED_BLOCKS + 1
3596       || is_too_expensive (_("GCSE disabled")))
3597     return 0;
3598
3599   doing_code_hoisting_p = true;
3600
3601   /* Calculate register pressure for each basic block.  */
3602   if (flag_ira_hoist_pressure)
3603     {
3604       regstat_init_n_sets_and_refs ();
3605       ira_set_pseudo_classes (false, dump_file);
3606       alloc_aux_for_blocks (sizeof (struct bb_data));
3607       calculate_bb_reg_pressure ();
3608       regstat_free_n_sets_and_refs ();
3609     }
3610
3611   /* We need alias.  */
3612   init_alias_analysis ();
3613
3614   bytes_used = 0;
3615   gcc_obstack_init (&gcse_obstack);
3616   alloc_gcse_mem ();
3617
3618   alloc_hash_table (&expr_hash_table);
3619   compute_hash_table (&expr_hash_table);
3620   if (dump_file)
3621     dump_hash_table (dump_file, "Code Hosting Expressions", &expr_hash_table);
3622
3623   if (expr_hash_table.n_elems > 0)
3624     {
3625       alloc_code_hoist_mem (last_basic_block, expr_hash_table.n_elems);
3626       compute_code_hoist_data ();
3627       changed = hoist_code ();
3628       free_code_hoist_mem ();
3629     }
3630
3631   if (flag_ira_hoist_pressure)
3632     {
3633       free_aux_for_blocks ();
3634       free_reg_info ();
3635     }
3636   free_hash_table (&expr_hash_table);
3637   free_gcse_mem ();
3638   obstack_free (&gcse_obstack, NULL);
3639
3640   /* We are finished with alias.  */
3641   end_alias_analysis ();
3642
3643   if (dump_file)
3644     {
3645       fprintf (dump_file, "HOIST of %s, %d basic blocks, %d bytes needed, ",
3646                current_function_name (), n_basic_blocks_for_fn (cfun),
3647                bytes_used);
3648       fprintf (dump_file, "%d substs, %d insns created\n",
3649                gcse_subst_count, gcse_create_count);
3650     }
3651
3652   doing_code_hoisting_p = false;
3653
3654   return changed;
3655 }
3656 \f
3657 /*  Here we provide the things required to do store motion towards the exit.
3658     In order for this to be effective, gcse also needed to be taught how to
3659     move a load when it is killed only by a store to itself.
3660
3661             int i;
3662             float a[10];
3663
3664             void foo(float scale)
3665             {
3666               for (i=0; i<10; i++)
3667                 a[i] *= scale;
3668             }
3669
3670     'i' is both loaded and stored to in the loop. Normally, gcse cannot move
3671     the load out since its live around the loop, and stored at the bottom
3672     of the loop.
3673
3674       The 'Load Motion' referred to and implemented in this file is
3675     an enhancement to gcse which when using edge based LCM, recognizes
3676     this situation and allows gcse to move the load out of the loop.
3677
3678       Once gcse has hoisted the load, store motion can then push this
3679     load towards the exit, and we end up with no loads or stores of 'i'
3680     in the loop.  */
3681
3682 /* This will search the ldst list for a matching expression. If it
3683    doesn't find one, we create one and initialize it.  */
3684
3685 static struct ls_expr *
3686 ldst_entry (rtx x)
3687 {
3688   int do_not_record_p = 0;
3689   struct ls_expr * ptr;
3690   unsigned int hash;
3691   ls_expr **slot;
3692   struct ls_expr e;
3693
3694   hash = hash_rtx (x, GET_MODE (x), &do_not_record_p,
3695                    NULL,  /*have_reg_qty=*/false);
3696
3697   e.pattern = x;
3698   slot = pre_ldst_table.find_slot_with_hash (&e, hash, INSERT);
3699   if (*slot)
3700     return *slot;
3701
3702   ptr = XNEW (struct ls_expr);
3703
3704   ptr->next         = pre_ldst_mems;
3705   ptr->expr         = NULL;
3706   ptr->pattern      = x;
3707   ptr->pattern_regs = NULL_RTX;
3708   ptr->loads        = NULL_RTX;
3709   ptr->stores       = NULL_RTX;
3710   ptr->reaching_reg = NULL_RTX;
3711   ptr->invalid      = 0;
3712   ptr->index        = 0;
3713   ptr->hash_index   = hash;
3714   pre_ldst_mems     = ptr;
3715   *slot = ptr;
3716
3717   return ptr;
3718 }
3719
3720 /* Free up an individual ldst entry.  */
3721
3722 static void
3723 free_ldst_entry (struct ls_expr * ptr)
3724 {
3725   free_INSN_LIST_list (& ptr->loads);
3726   free_INSN_LIST_list (& ptr->stores);
3727
3728   free (ptr);
3729 }
3730
3731 /* Free up all memory associated with the ldst list.  */
3732
3733 static void
3734 free_ld_motion_mems (void)
3735 {
3736   if (pre_ldst_table.is_created ())
3737     pre_ldst_table.dispose ();
3738
3739   while (pre_ldst_mems)
3740     {
3741       struct ls_expr * tmp = pre_ldst_mems;
3742
3743       pre_ldst_mems = pre_ldst_mems->next;
3744
3745       free_ldst_entry (tmp);
3746     }
3747
3748   pre_ldst_mems = NULL;
3749 }
3750
3751 /* Dump debugging info about the ldst list.  */
3752
3753 static void
3754 print_ldst_list (FILE * file)
3755 {
3756   struct ls_expr * ptr;
3757
3758   fprintf (file, "LDST list: \n");
3759
3760   for (ptr = pre_ldst_mems; ptr != NULL; ptr = ptr->next)
3761     {
3762       fprintf (file, "  Pattern (%3d): ", ptr->index);
3763
3764       print_rtl (file, ptr->pattern);
3765
3766       fprintf (file, "\n         Loads : ");
3767
3768       if (ptr->loads)
3769         print_rtl (file, ptr->loads);
3770       else
3771         fprintf (file, "(nil)");
3772
3773       fprintf (file, "\n        Stores : ");
3774
3775       if (ptr->stores)
3776         print_rtl (file, ptr->stores);
3777       else
3778         fprintf (file, "(nil)");
3779
3780       fprintf (file, "\n\n");
3781     }
3782
3783   fprintf (file, "\n");
3784 }
3785
3786 /* Returns 1 if X is in the list of ldst only expressions.  */
3787
3788 static struct ls_expr *
3789 find_rtx_in_ldst (rtx x)
3790 {
3791   struct ls_expr e;
3792   ls_expr **slot;
3793   if (!pre_ldst_table.is_created ())
3794     return NULL;
3795   e.pattern = x;
3796   slot = pre_ldst_table.find_slot (&e, NO_INSERT);
3797   if (!slot || (*slot)->invalid)
3798     return NULL;
3799   return *slot;
3800 }
3801 \f
3802 /* Load Motion for loads which only kill themselves.  */
3803
3804 /* Return true if x, a MEM, is a simple access with no side effects.
3805    These are the types of loads we consider for the ld_motion list,
3806    otherwise we let the usual aliasing take care of it.  */
3807
3808 static int
3809 simple_mem (const_rtx x)
3810 {
3811   if (MEM_VOLATILE_P (x))
3812     return 0;
3813
3814   if (GET_MODE (x) == BLKmode)
3815     return 0;
3816
3817   /* If we are handling exceptions, we must be careful with memory references
3818      that may trap.  If we are not, the behavior is undefined, so we may just
3819      continue.  */
3820   if (cfun->can_throw_non_call_exceptions && may_trap_p (x))
3821     return 0;
3822
3823   if (side_effects_p (x))
3824     return 0;
3825
3826   /* Do not consider function arguments passed on stack.  */
3827   if (reg_mentioned_p (stack_pointer_rtx, x))
3828     return 0;
3829
3830   if (flag_float_store && FLOAT_MODE_P (GET_MODE (x)))
3831     return 0;
3832
3833   return 1;
3834 }
3835
3836 /* Make sure there isn't a buried reference in this pattern anywhere.
3837    If there is, invalidate the entry for it since we're not capable
3838    of fixing it up just yet.. We have to be sure we know about ALL
3839    loads since the aliasing code will allow all entries in the
3840    ld_motion list to not-alias itself.  If we miss a load, we will get
3841    the wrong value since gcse might common it and we won't know to
3842    fix it up.  */
3843
3844 static void
3845 invalidate_any_buried_refs (rtx x)
3846 {
3847   const char * fmt;
3848   int i, j;
3849   struct ls_expr * ptr;
3850
3851   /* Invalidate it in the list.  */
3852   if (MEM_P (x) && simple_mem (x))
3853     {
3854       ptr = ldst_entry (x);
3855       ptr->invalid = 1;
3856     }
3857
3858   /* Recursively process the insn.  */
3859   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
3860
3861   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
3862     {
3863       if (fmt[i] == 'e')
3864         invalidate_any_buried_refs (XEXP (x, i));
3865       else if (fmt[i] == 'E')
3866         for (j = XVECLEN (x, i) - 1; j >= 0; j--)
3867           invalidate_any_buried_refs (XVECEXP (x, i, j));
3868     }
3869 }
3870
3871 /* Find all the 'simple' MEMs which are used in LOADs and STORES.  Simple
3872    being defined as MEM loads and stores to symbols, with no side effects
3873    and no registers in the expression.  For a MEM destination, we also
3874    check that the insn is still valid if we replace the destination with a
3875    REG, as is done in update_ld_motion_stores.  If there are any uses/defs
3876    which don't match this criteria, they are invalidated and trimmed out
3877    later.  */
3878
3879 static void
3880 compute_ld_motion_mems (void)
3881 {
3882   struct ls_expr * ptr;
3883   basic_block bb;
3884   rtx insn;
3885
3886   pre_ldst_mems = NULL;
3887   pre_ldst_table.create (13);
3888
3889   FOR_EACH_BB (bb)
3890     {
3891       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
3892         {
3893           if (NONDEBUG_INSN_P (insn))
3894             {
3895               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
3896                 {
3897                   rtx src = SET_SRC (PATTERN (insn));
3898                   rtx dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
3899                   rtx note = find_reg_equal_equiv_note (insn);
3900                   rtx src_eq;
3901
3902                   /* Check for a simple LOAD...  */
3903                   if (MEM_P (src) && simple_mem (src))
3904                     {
3905                       ptr = ldst_entry (src);
3906                       if (REG_P (dest))
3907                         ptr->loads = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->loads);
3908                       else
3909                         ptr->invalid = 1;
3910                     }
3911                   else
3912                     {
3913                       /* Make sure there isn't a buried load somewhere.  */
3914                       invalidate_any_buried_refs (src);
3915                     }
3916
3917                   if (note != 0 && REG_NOTE_KIND (note) == REG_EQUAL)
3918                     src_eq = XEXP (note, 0);
3919                   else
3920                     src_eq = NULL_RTX;
3921
3922                   if (src_eq != NULL_RTX
3923                       && !(MEM_P (src_eq) && simple_mem (src_eq)))
3924                     invalidate_any_buried_refs (src_eq);
3925
3926                   /* Check for stores. Don't worry about aliased ones, they
3927                      will block any movement we might do later. We only care
3928                      about this exact pattern since those are the only
3929                      circumstance that we will ignore the aliasing info.  */
3930                   if (MEM_P (dest) && simple_mem (dest))
3931                     {
3932                       ptr = ldst_entry (dest);
3933
3934                       if (! MEM_P (src)
3935                           && GET_CODE (src) != ASM_OPERANDS
3936                           /* Check for REG manually since want_to_gcse_p
3937                              returns 0 for all REGs.  */
3938                           && can_assign_to_reg_without_clobbers_p (src))
3939                         ptr->stores = alloc_INSN_LIST (insn, ptr->stores);
3940                       else
3941                         ptr->invalid = 1;
3942                     }
3943                 }
3944               else
3945                 invalidate_any_buried_refs (PATTERN (insn));
3946             }
3947         }
3948     }
3949 }
3950
3951 /* Remove any references that have been either invalidated or are not in the
3952    expression list for pre gcse.  */
3953
3954 static void
3955 trim_ld_motion_mems (void)
3956 {
3957   struct ls_expr * * last = & pre_ldst_mems;
3958   struct ls_expr * ptr = pre_ldst_mems;
3959
3960   while (ptr != NULL)
3961     {
3962       struct expr * expr;
3963
3964       /* Delete if entry has been made invalid.  */
3965       if (! ptr->invalid)
3966         {
3967           /* Delete if we cannot find this mem in the expression list.  */
3968           unsigned int hash = ptr->hash_index % expr_hash_table.size;
3969
3970           for (expr = expr_hash_table.table[hash];
3971                expr != NULL;
3972                expr = expr->next_same_hash)
3973             if (expr_equiv_p (expr->expr, ptr->pattern))
3974               break;
3975         }
3976       else
3977         expr = (struct expr *) 0;
3978
3979       if (expr)
3980         {
3981           /* Set the expression field if we are keeping it.  */
3982           ptr->expr = expr;
3983           last = & ptr->next;
3984           ptr = ptr->next;
3985         }
3986       else
3987         {
3988           *last = ptr->next;
3989           pre_ldst_table.remove_elt_with_hash (ptr, ptr->hash_index);
3990           free_ldst_entry (ptr);
3991           ptr = * last;
3992         }
3993     }
3994
3995   /* Show the world what we've found.  */
3996   if (dump_file && pre_ldst_mems != NULL)
3997     print_ldst_list (dump_file);
3998 }
3999
4000 /* This routine will take an expression which we are replacing with
4001    a reaching register, and update any stores that are needed if
4002    that expression is in the ld_motion list.  Stores are updated by
4003    copying their SRC to the reaching register, and then storing
4004    the reaching register into the store location. These keeps the
4005    correct value in the reaching register for the loads.  */
4006
4007 static void
4008 update_ld_motion_stores (struct expr * expr)
4009 {
4010   struct ls_expr * mem_ptr;
4011
4012   if ((mem_ptr = find_rtx_in_ldst (expr->expr)))
4013     {
4014       /* We can try to find just the REACHED stores, but is shouldn't
4015          matter to set the reaching reg everywhere...  some might be
4016          dead and should be eliminated later.  */
4017
4018       /* We replace (set mem expr) with (set reg expr) (set mem reg)
4019          where reg is the reaching reg used in the load.  We checked in
4020          compute_ld_motion_mems that we can replace (set mem expr) with
4021          (set reg expr) in that insn.  */
4022       rtx list = mem_ptr->stores;
4023
4024       for ( ; list != NULL_RTX; list = XEXP (list, 1))
4025         {
4026           rtx insn = XEXP (list, 0);
4027           rtx pat = PATTERN (insn);
4028           rtx src = SET_SRC (pat);
4029           rtx reg = expr->reaching_reg;
4030           rtx copy;
4031
4032           /* If we've already copied it, continue.  */
4033           if (expr->reaching_reg == src)
4034             continue;
4035
4036           if (dump_file)
4037             {
4038               fprintf (dump_file, "PRE:  store updated with reaching reg ");
4039               print_rtl (dump_file, reg);
4040               fprintf (dump_file, ":\n  ");
4041               print_inline_rtx (dump_file, insn, 8);
4042               fprintf (dump_file, "\n");
4043             }
4044
4045           copy = gen_move_insn (reg, copy_rtx (SET_SRC (pat)));
4046           emit_insn_before (copy, insn);
4047           SET_SRC (pat) = reg;
4048           df_insn_rescan (insn);
4049
4050           /* un-recognize this pattern since it's probably different now.  */
4051           INSN_CODE (insn) = -1;
4052           gcse_create_count++;
4053         }
4054     }
4055 }
4056 \f
4057 /* Return true if the graph is too expensive to optimize. PASS is the
4058    optimization about to be performed.  */
4059
4060 static bool
4061 is_too_expensive (const char *pass)
4062 {
4063   /* Trying to perform global optimizations on flow graphs which have
4064      a high connectivity will take a long time and is unlikely to be
4065      particularly useful.
4066
4067      In normal circumstances a cfg should have about twice as many
4068      edges as blocks.  But we do not want to punish small functions
4069      which have a couple switch statements.  Rather than simply
4070      threshold the number of blocks, uses something with a more
4071      graceful degradation.  */
4072   if (n_edges_for_fn (cfun) > 20000 + n_basic_blocks_for_fn (cfun) * 4)
4073     {
4074       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4075                "%s: %d basic blocks and %d edges/basic block",
4076                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun),
4077                n_edges_for_fn (cfun) / n_basic_blocks_for_fn (cfun));
4078
4079       return true;
4080     }
4081
4082   /* If allocating memory for the dataflow bitmaps would take up too much
4083      storage it's better just to disable the optimization.  */
4084   if ((n_basic_blocks_for_fn (cfun)
4085        * SBITMAP_SET_SIZE (max_reg_num ())
4086        * sizeof (SBITMAP_ELT_TYPE)) > MAX_GCSE_MEMORY)
4087     {
4088       warning (OPT_Wdisabled_optimization,
4089                "%s: %d basic blocks and %d registers",
4090                pass, n_basic_blocks_for_fn (cfun), max_reg_num ());
4091
4092       return true;
4093     }
4094
4095   return false;
4096 }
4097 \f
4098 /* All the passes implemented in this file.  Each pass has its
4099    own gate and execute function, and at the end of the file a
4100    pass definition for passes.c.
4101
4102    We do not construct an accurate cfg in functions which call
4103    setjmp, so none of these passes runs if the function calls
4104    setjmp.
4105    FIXME: Should just handle setjmp via REG_SETJMP notes.  */
4106
4107 static bool
4108 gate_rtl_pre (void)
4109 {
4110   return optimize > 0 && flag_gcse
4111     && !cfun->calls_setjmp
4112     && optimize_function_for_speed_p (cfun)
4113     && dbg_cnt (pre);
4114 }
4115
4116 static unsigned int
4117 execute_rtl_pre (void)
4118 {
4119   int changed;
4120   delete_unreachable_blocks ();
4121   df_analyze ();
4122   changed = one_pre_gcse_pass ();
4123   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4124   if (changed)
4125     cleanup_cfg (0);
4126   return 0;
4127 }
4128
4129 static bool
4130 gate_rtl_hoist (void)
4131 {
4132   return optimize > 0 && flag_gcse
4133     && !cfun->calls_setjmp
4134     /* It does not make sense to run code hoisting unless we are optimizing
4135        for code size -- it rarely makes programs faster, and can make then
4136        bigger if we did PRE (when optimizing for space, we don't run PRE).  */
4137     && optimize_function_for_size_p (cfun)
4138     && dbg_cnt (hoist);
4139 }
4140
4141 static unsigned int
4142 execute_rtl_hoist (void)
4143 {
4144   int changed;
4145   delete_unreachable_blocks ();
4146   df_analyze ();
4147   changed = one_code_hoisting_pass ();
4148   flag_rerun_cse_after_global_opts |= changed;
4149   if (changed)
4150     cleanup_cfg (0);
4151   return 0;
4152 }
4153
4154 namespace {
4155
4156 const pass_data pass_data_rtl_pre =
4157 {
4158   RTL_PASS, /* type */
4159   "rtl pre", /* name */
4160   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4161   true, /* has_gate */
4162   true, /* has_execute */
4163   TV_PRE, /* tv_id */
4164   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4165   0, /* properties_provided */
4166   0, /* properties_destroyed */
4167   0, /* todo_flags_start */
4168   ( TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing
4169     | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
4170 };
4171
4172 class pass_rtl_pre : public rtl_opt_pass
4173 {
4174 public:
4175   pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4176     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_pre, ctxt)
4177   {}
4178
4179   /* opt_pass methods: */
4180   bool gate () { return gate_rtl_pre (); }
4181   unsigned int execute () { return execute_rtl_pre (); }
4182
4183 }; // class pass_rtl_pre
4184
4185 } // anon namespace
4186
4187 rtl_opt_pass *
4188 make_pass_rtl_pre (gcc::context *ctxt)
4189 {
4190   return new pass_rtl_pre (ctxt);
4191 }
4192
4193 namespace {
4194
4195 const pass_data pass_data_rtl_hoist =
4196 {
4197   RTL_PASS, /* type */
4198   "hoist", /* name */
4199   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
4200   true, /* has_gate */
4201   true, /* has_execute */
4202   TV_HOIST, /* tv_id */
4203   PROP_cfglayout, /* properties_required */
4204   0, /* properties_provided */
4205   0, /* properties_destroyed */
4206   0, /* todo_flags_start */
4207   ( TODO_df_finish | TODO_verify_rtl_sharing
4208     | TODO_verify_flow ), /* todo_flags_finish */
4209 };
4210
4211 class pass_rtl_hoist : public rtl_opt_pass
4212 {
4213 public:
4214   pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4215     : rtl_opt_pass (pass_data_rtl_hoist, ctxt)
4216   {}
4217
4218   /* opt_pass methods: */
4219   bool gate () { return gate_rtl_hoist (); }
4220   unsigned int execute () { return execute_rtl_hoist (); }
4221
4222 }; // class pass_rtl_hoist
4223
4224 } // anon namespace
4225
4226 rtl_opt_pass *
4227 make_pass_rtl_hoist (gcc::context *ctxt)
4228 {
4229   return new pass_rtl_hoist (ctxt);
4230 }
4231
4232 #include "gt-gcse.h"